CN103153764A - 包括变形结构的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆（1），所述车辆包括底盘（3）和支撑在所述底盘（3）上的带有整体式驾驶室支架（14）的驾驶室（2），所述驾驶室（2）被布置成在来自前方方向上的碰撞情形中相对于底盘（3）向后移位，其中，驾驶室支架（14）包括前部分（15）和后部分（16），并且布置成在该驾驶室支架（14）的下部分处将驾驶室（2）连接到底盘（3）。前部分（15）包括承载主腿（15a），所述主腿（15a）布置成吸收驾驶室和底盘之间的纵向力、竖向力和横向力，并且，后部分（16）包括辅腿（16a），所述辅腿（16a）布置成在碰撞事件期间断开并允许纵向移位，并且，至少该后部分（16）设置有提供断裂指示的至少一个凹口（17、18），其中，所述辅腿布置成当受到超过预定幅值的纵向碰撞力时断裂。

Description

包括变形结构的车辆

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的车辆。具体地，本发明涉及包括经由驾驶室支架来支撑驾驶室的底盘的车辆，其中，驾驶室将会在驾驶室支架受到导致该支架受控断裂的碰撞力时向后移位。具体地，本发明涉及包括刚性支架的变形结构，所述刚性支架设有减弱装置，以在受到超过预定水平的碰撞力时实现该支架的受控断裂。

背景技术

例如在卡车或大客车与另一个卡车之间的正面碰撞中，由于碰撞过程中产生的巨大的力，驾驶室的前部与仪表板可能一起被推向驾驶员座椅。

平头驾驶室类型的卡车具有布置在车辆底盘或底盘上的驾驶室。驾驶室到车辆底盘的锚定在特定的卡车设计中被设计成使得在迎面的碰撞中驾驶室将至少部分地从车架分离，使得驾驶室被向后推。以此方式，防止驾驶室前部分和仪表板被推入并伤害驾驶室中的驾驶员。因为驾驶室空间将在碰撞后基本未受损，所以驾驶室门仍可打开，从而允许驾驶员离开驾驶室。

先前已知通过使得将驾驶室结合到车架的一个或多个梁在碰撞期间断开而允许驾驶室从车架分离。为实现此目的，每个梁具有断裂指示件，所述断裂指示件的尺寸被设定为使得当一定的力被施加到梁时梁断开。然而，该梁的尺寸也必须被设定为抵抗在卡车的整个使用寿命期间作用在梁上的应力，例如疲劳应力。然而，难于将梁的尺寸设定为使其在受到碰撞中的一定的力时断开，且同时抵抗在卡车的日常使用期间发生的疲劳应力和力。

从WO02/47960中先前已知提供一种卡车，该卡车具有包括通过多个螺钉或铆钉保持在一起的梁的结构。在碰撞中，螺钉或铆钉被碰撞力断开，并且卡车驾驶室因而在力的方向上移位。因此，卡车驾驶室在碰撞后基本上维持不受损。然而，难于将结构的尺寸设定为使得螺钉或铆钉在受到碰撞中出现的特定的力时断开且同时必须将该结构的尺寸设定为使其能够抵抗在卡车的日常使用期间出现的疲劳应力和力。

JP10250637公开了替代的底盘安装支架，所述支架被固定到车辆的底盘框架的前方。驾驶室底架与驾驶室前安装支架形成为单件，且由销可旋转地支撑。在碰撞期间，扭转力作用在底盘框架安装支架上，均匀的载荷被施加到多个固定螺栓，以尽可能实际地防止所述螺栓被剪断（shear rupture）。即使载荷大到足以导致所有螺栓被剪断，底盘安装支架1旋转以允许驾驶室的向后移动。此解决方法存在类似的涉及难以将支架和固定螺栓的尺寸设定成使得螺栓将仅当受到碰撞中的特定的力时断开的问题。

本发明旨在解决涉及冲击吸收结构的尺寸设定的上述问题，所述结构也必须抵抗在卡车的日常使用期间出现的疲劳应力和力。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种包括变形结构的车辆，通过所述变形结构解决上述问题。本发明的具体目的在于提供一种包括驾驶室支架的车辆，所述驾驶室支架具有可变形段，所述可变形段在受到预定变形力时能够以受控的方式断裂。变形力意味着使该变形结构屈服（give away）的力。

在下文中，诸如纵向、横向、前和后的术语应涉及车辆的行驶主方向地理解。本发明主要涉及承重（load carrying）车辆，例如卡车，所述车辆设有平头驾驶室类型的驾驶员室，其中驾驶室可以或可以不相对于底盘倾斜。根据本发明的驾驶室将在驾驶室底侧的每一侧上设有横向间隔开的驾驶室支架，所述驾驶室支架位于构成底盘的每个纵梁之上。

本发明涉及包括底盘和驾驶室的车辆，该驾驶室支撑在所述底盘上并具有整体式驾驶室支架。在来自前方的方向上的碰撞的事件中，所述驾驶室被布置成相对于底盘向后移位。驾驶室支架包括前部分和后部分，并且被布置成在该驾驶室支架的后部分处将驾驶室连接到底盘。前部分包括承载主腿，所述主腿被布置成用以在车辆的正常使用期间传递在驾驶室和底盘之间的纵向力、垂向力和横向力。后部分包括辅腿，所述辅腿被布置成在碰撞事件期间断开并且允许纵向移位。在车辆的正常使用期间，在驾驶室和车架之间通过后部分传递的任何力将低于该部件的疲劳极限，并且将对所述后部分的疲劳强度没有影响。

至少驾驶室支架的后部分设有提供断裂指示的至少一个凹口，其中辅腿被布置成当受到超过预定幅值的纵向碰撞力时在所述至少一个凹口的位置处断裂。

主腿和辅腿的下端在驾驶室支架的下部分处与附接点邻近地结合，该附接点将驾驶室支架结合到底盘。在能够相对于底盘倾斜的驾驶室的情形中，附接点能够是枢转关节。

主腿在大致竖直方向上延伸，并且辅腿相对于主腿以一定的角度向上且向后延伸。包括主腿的前部分能够在竖直方向上朝底盘延伸，并且在纵向方向上沿其所附接到的驾驶室的下部分向后延伸。驾驶室支架的前部分能够包括在驾驶室支架和驾驶室的下部分中的纵梁之间的强化附接件，和/或设有可选副腿，所述可选副腿在竖直和横向方向上在驾驶室支架的下部分和驾驶室的下部分之间延伸，以增强在车辆正常使用期间传递横向力的能力。包括辅腿的后部分能够与竖直方向成角度地向上且向后从底盘朝驾驶室延伸，并且在纵向方向上沿其所附接到的驾驶室的下部分向前延伸。所述辅腿优选布置成使得：沿着辅腿的主延伸方向的线经过或邻近于将驾驶室结合到底盘的附接点。

驾驶室支架的前部分和后部分的纵向部分优选地但并非必要地结合成（join into）单个支架部件，所述单个支架部件被固定附接到驾驶室的下表面。所述部件能够包括至少两个成形的和/或压制的金属片段，所述至少两个金属片段被结合在一起以形成驾驶室支架。在其最简单的形式中，该部件包括具有类似的大体形状的两个纵向半体，所述两个纵向半体沿其外周边缘的至少部分结合在一起。

主腿和辅腿能够包围穿过驾驶室支架的切口部分。该切口部分可包括穿过驾驶室支架的狭槽或成形的开口，所述切口部分具有沿着在所述至少一个凹口和所述主腿的上部分之间的线的主延伸方向。所述至少一个凹口被布置在辅腿的前段中和/或辅腿的后段中。根据一个示例，第一凹口被布置在辅腿的前段中，并且，辅腿的后段中的第二凹口沿与辅腿的主延伸方向成直角的线布置。所述至少一个凹口优选地被布置在辅腿具有其最小横截面面积的位置处。这样的凹口能够包括位于辅腿的外边缘处或内侧的切口。位于外边缘处的切口例如能够具有半圆形、半椭圆形或V形形状。位于外边缘内侧的切口例如能够具有圆形、椭圆形或长椭圆形形状。其形状中具有主延伸方向的凹口优选布置成使得其主延伸方向与辅腿的主延伸方向成直角。

另外的凹口能够被布置在主腿的后段中，该另外的凹口被布置为用于引起主腿的随后的断裂。因此，一旦辅腿在碰撞事件期间已经断裂，则该另外的凹口就引起主腿的断裂，以传递另外的碰撞力并且允许驾驶室进一步向后移动。该另外的凹口优选地但非必要地设置在通过辅腿中的第一和第二凹口的线的方向上。该布置能够将该另外的凹口布置在主腿的上后段处，在主腿和辅腿之间的切口的相对侧处。该另外的凹口能够具有与上述凹口相同的形状和位置。

如上所述，驾驶室支架能够包括结合在一起的至少两个成形的和/或压制的金属片段。在这样的驾驶室支架中，构成后部分的辅腿能够包括封闭的横截面。该封闭的横截面能够具有腰部，所述腰部带有最小横截面面积，所述腰部位于所述至少一个凹口处或附近。主腿能够包括至少部分封闭的横截面。包括两个金属片段的部件能够具有朝其前方打开并且在其后段处封闭的主腿。以此方式，能够在金属片段的大致平行的侧之间提供用于部件的固定附接点，例如枢转关节、扭杆等。同时，金属片段能够在主腿的后部分处结合，以形成部分封闭的段。后一种布置允许围绕在主腿和辅腿之间的所述切口部分的驾驶室支架的所有区域被结合。

驾驶室支架是例如通过焊接而结合到其下部分的驾驶室的整体部分。驾驶室支架能够焊接到沿驾驶室的下部分延伸的纵梁的侧部分或下部分。为此目的能够使用任何合适的焊接方法，例如点焊或TIG焊接。

附图说明

将参考附图详细描述本发明。应理解的是，附图仅被设计为用于图示的目的，并且不旨在作为本发明的界限的限定，为此应参考所附权利要求。应进一步理解的是，附图不必按比例地绘制，并且除非另外地指明，附图仅旨在示意性地图示在此描述的结构和过程。

图1示出了设有根据本发明的支架的驾驶室的示意性图示；

图2示出了驾驶室地板的外部分的前下侧透视图；

图3示出了根据本发明的驾驶室支架的侧视图；

图4示出了根据本发明的驾驶室支架的前视图；并且

图5示出了根据本发明的驾驶室支架的上方透视图。

具体实施方式

图1示出了提供有根据本发明的支架的驾驶室的示意性图示。该图示出了车辆10的前部分，所述车辆10包括由一对纵梁12（示出了一个）形成的底盘11。带有整体式驾驶室支架14的驾驶室13被支撑在底盘11上。所述驾驶室13布置成在来自前方方向的碰撞事件中相对于底盘11和纵梁12向后移位。驾驶室支架14包括前部分15和后部分16，并且，驾驶室支架14布置成在该驾驶室支架14的下部分19处将驾驶室13连接到底盘11。前部分15包括承载主腿15a，所述主腿15a布置成用于在车辆的正常使用期间、在驾驶室13和底盘11之间传递纵向力、竖向力和横向力。后部分16包括辅腿16a，所述辅腿16a布置成在碰撞事件期间断开并允许纵向移位。这样的纵向位移将仅在碰撞事件期间发生。在车辆的正常使用期间，在驾驶室和底盘11之间通过后部分16传递的任何力都将是可忽略的，且将对于所述后部分的疲劳强度没有影响。

图2示出了驾驶室地板21的外部分的前下侧透视图。驾驶室地板21的该部分被布置成与驾驶室的侧壁（未示出）结合（join）。驾驶室支架14例如通过焊接或另外的合适方式而固定结合到与驾驶室地板成一体的加强纵梁22。根据本发明，至少驾驶室支架14的后部分16设有提供断裂指示的至少一个凹口。在图2中所示的实施例的后部分16设有两个凹口17、18，其中，辅腿16a布置成：当受到超过预定幅值的纵向碰撞力时，在所述凹口17、18的位置处断裂。

图2还示出了主腿15a和辅腿16a的下端如何在驾驶室支架14的下部分19处、与附接点20邻近地结合，该附接点20将驾驶室支架结合到底盘。在驾驶室能够相对于底盘倾斜的情况中，附接点20可以是枢转关节。

主腿15a沿大致竖直方向延伸，并且，辅腿16a相对于主腿15a以一定的角度向上并向后延伸。包括主腿15a的前部分15沿竖直方向在驾驶室地板21和底盘11之间延伸。主腿15a的上部分15b包括两个段，所述两个段在纵向方向上沿着上部分15b所附接到的、驾驶室14下部分处的梁22的两侧向后延伸，直至该上部分15b结合辅腿16a的上部分16b。辅腿16a的上部分16b也包括沿着所述梁的两侧延伸的两个段，如图5中示意性地指示的。驾驶室支架14的主腿15a的前上部分15b包括在驾驶室14的下部分中的、在驾驶室支架14和纵梁22之间的加强附接件。图2的实施例还设有可选的副腿23，所述副腿23沿着竖直方向和横向方向、在驾驶室支架14的下部分19和驾驶室地板21的下部分之间延伸，以增强在车辆正常使用期间传递横向力的能力。包括辅腿16a的后部分16从底盘11与竖直方向成角度地向上且向后朝着驾驶室14延伸，并且，辅腿16a的上部分16b沿着该上部分16b所附接到的驾驶室的下部分在纵向方向上延伸。辅腿16a优选布置成使得：沿着该辅腿的主延伸方向的线经过或邻近于将驾驶室14结合到底盘11的附接点20。

驾驶室支架14的前部分15和后部分16的纵向上部分15a、16b被结合成（joined into）单个支架部件，所述单个支架部件沿驾驶室14的下表面固定附接到纵梁22。所述支架部件包括单个弯曲段或至少两个成形（shaped）和/或压制而成的（pressed）金属片段，所述至少两个成形和/或压制而成的金属片段结合在一起以形成驾驶室支架14。在其最简单的形式中，该部件包括两个纵向的大致呈镜像的（mirrored）、带有类似的一般形状的半体（halve）14a、14b，所述半体14a、14b沿其外周边缘的至少部分结合在一起。图4和图5分别示出了驾驶室支架14的前视图和上透视图，以图示此布置结构。

主腿15a和辅腿16a围成了贯穿该驾驶室支架14的切口部分24。图3示出了驾驶室支架的侧视图。切口部分24包括贯穿该驾驶室支架14的狭槽或成形开口，所述切口部分24具有沿着在辅腿16a中的凹口17、18和主腿15a的上部分15b之间的线的主延伸方向。根据该示例，第一凹口17布置在辅腿16a的前段中，并且，辅腿16a的后段中的第二凹口18沿着与辅腿16a的主延伸方向大致成直角的线布置。凹口17、18优选布置在该辅腿具有最小横截面积的位置，如图3所示。这样的凹口可以包括位于辅腿16的外边缘处的切口（如第一凹口17）或位于辅腿16a的外边缘内侧的切口（如第二凹口18）。位于外边缘处的切口例如能够具有半圆形、半椭圆形或V形形状。位于外边缘内侧的切口例如能够具有圆形、椭圆形或长椭圆形形状。其形状中具有主延伸方向的凹口优选布置成使得其主延伸方向与辅腿的主延伸方向成直角。

如在图3中所指示，在主腿15的后部分中可以布置有另外的凹口25，所述另外的凹口25布置成用于引起主腿15a的随后断裂。因此，一旦辅腿16a已经在碰撞事件期间断裂，则该另外的凹口25引起主腿15a的断裂，以允许驾驶室13进一步向后移动。该另外的凹口25优选基本位于经过所述辅腿16a中的第一凹口17和第二凹口18的线的方向上。这种布置将该另外的凹口设置在主腿15a的后上段处，在主腿15a和辅腿16a之间的切口部分24中位于与第一凹口17相反的一侧。所示出的该另外的凹口25与第一凹口17属于相同的类型，但能够具有与以上所述的任何凹口相同的形状和位置。

如上所述，驾驶室支架14能够包括结合在一起的至少两个成形和/或压制而成的金属片部件。在这样的驾驶室支架中，构成后部分16的辅腿16a具有封闭的横截面，如图2和图5所示。在这些附图中能够看出，切口部分24的边缘和辅腿16a的后边缘结合在一起。辅腿16a的封闭的横截面具有横截面积最小的腰部，所述腰部位于第一凹口17和第二凹口18处或附近。

在图4中示出的主腿15a包括至少部分封闭的横截面。该部件包括两个金属片段15’、15’’，其中，向其前段敞开并在其后段处封闭的主腿15a邻近切口部分24。以此方式，能够在金属片部分15’、15’’的大致平行侧之间提供用于部件的牢固附接点，例如弹簧装置32（见图2）、枢转关节30和扭杆31。同时，金属片段15’、15’’在主腿15a的后部分处结合，以形成部分封闭的段。后一种布置结构允许围绕主腿15a和辅腿16a之间的切口部分24的、驾驶室支架的所有区域被结合，如上所述。金属片段15’、15’’沿图5中指示的其上部分结合到加强梁22（在图2中示出）。在附图中，附图标号15’和15’’用于指示驾驶室支架的两个半体，并且不指定其特定的部分。

驾驶室支架14是例如通过焊接而固定结合到驾驶室13的下部分的、所述驾驶室的一体部分。驾驶室支架14能够焊接到纵梁22的大致竖直侧部或焊接到其下部。为此目的能够使用任何合适的焊接方法，例如点焊或TIG焊接。

Claims (13)

1.一种车辆（1），所述车辆（1）包括底盘（3）和驾驶室（2），所述驾驶室（2）支撑在所述底盘（3）上并具有整体式驾驶室支架（14），所述驾驶室（2）布置成在来自前方方向的碰撞事件中相对于所述底盘（3）向后移位，其中，所述驾驶室支架（14）包括前部分（15）和后部分（16），并且所述驾驶室支架（14）布置成在所述驾驶室支架（14）的下部分处将所述驾驶室（2）连接到所述底盘（3），其特征在于，所述前部分（15）包括承载主腿（15a），所述主腿（15a）布置成用于吸收所述驾驶室和所述底盘之间的纵向力、竖向力和横向力，并且所述后部分（16）包括辅腿（16a），所述辅腿（16a）布置成在碰撞事件期间断开并允许纵向移位；并且，至少所述后部分（16）设有提供断裂指示的至少一个凹口（17、18），其中所述辅腿被布置成：当受到超过预定幅值的纵向碰撞力时，所述辅腿断裂。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述主腿（15a）的下端和辅腿（16a）的下端在所述驾驶室支架的下部分处、与附接点（20）邻近地结合，所述附接点（20）将所述驾驶室支架（14）结合到所述底盘（3）。

3.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，所述主腿（15a）沿竖直方向延伸，并且，所述辅腿（16a）相对于所述主腿以一定的角度向上并向后延伸。

4.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，所述辅腿（16a）布置成使得：沿着所述辅腿（16）的主延伸方向的线经过或邻近于将所述驾驶室结合到所述底盘的所述附接点（20）。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的车辆，其特征在于，所述主腿（15a）和所述辅腿（16a）围成了贯穿所述驾驶室支架（14）的切口部分（24）。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的车辆，其特征在于，所述至少一个凹口（17、18）布置在所述辅腿（16a）的前段和/或所述辅腿（16a）的后段中。

7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，第一凹口（17）布置在所述辅腿（16a）的前段中，并且，所述辅腿（16a）的后段中的第二凹口（18）沿着与所述辅腿的主延伸方向成直角的线布置。

8.根据权利要求6或7所述的车辆，其特征在于，在所述主腿（15a）的后段中布置有另外的凹口，所述另外的凹口（25）布置成用于引起所述主腿（15a）的随后断裂。

9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述另外的凹口（25）位于经过所述辅腿（16a）中的第一凹口（17）和第二凹口（18）的线的方向上。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的车辆，其特征在于，至少所述辅腿（16a）具有封闭的横截面，所述辅腿（16a）构成所述后部分。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的车辆，其特征在于，所述主腿（15a）具有至少部分封闭的横截面。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的车辆，其特征在于，所述驾驶室支架（14）是所述驾驶室的下部分的一体部分。

13.根据权利要求12所述的车辆，其特征在于，所述驾驶室支架（14）结合到沿所述驾驶室的下部分延伸的纵梁（22）的侧部或下部。

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