CN104340149B - 带有碰撞盒的汽车结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车结构、尤其是轿车结构，所述汽车结构带有横梁(1)、至少一个纵梁(3；3′)以及至少一个支柱(4；4'；4″)，所述至少一个纵梁通过碰撞盒(2；2')与所述横梁(1)相连接，所述至少一个支柱用于支承所述横梁(1)的侧面区域(1.1)，其中，所述支柱(4；4'；4″)与成型件(5；5'；5″；5″')相连接，所述成型件与所述碰撞盒(2；2')和/或所述纵梁(3；3')相连接。

Description

带有碰撞盒的汽车结构
技术领域
本发明涉及一种汽车结构，所述汽车结构带有横梁、纵梁以及用于支承横梁侧面区域的支柱，所述纵梁通过碰撞盒与横梁相连接；本发明还涉及一种用于制造这种汽车结构的方法以及带有这种汽车结构的汽车、尤其是轿车。
技术背景
由专利文献DE10 2010 014 999A1中已知一种汽车保险杠结构，其带有通过碰撞盒连接在纵梁上的横梁，所述横梁的端部区域具有V形延长部，所述延长部这样材料接合、摩擦配合或形状配合地连接在所述碰撞盒上，以便在发生正面碰撞的情况下解除所述连接从而使碰撞盒的折叠性能不受限制，但在发生侧面碰撞的情况下则有利于提高侧面碰撞刚性。
发明内容
本发明的一种实施方式所要解决的技术问题在于，提供一种带有汽车结构的汽车、尤其是轿车。
所述技术问题通过一种汽车结构、尤其是轿车结构解决，所述汽车结构带有横梁、至少一个纵梁以及至少一个支柱，所述纵梁通过碰撞盒与所述横梁相连接，所述支柱用于支承所述横梁的侧面区域，其中，所述支柱与成型件相连接，所述成型件与所述碰撞盒和/或所述纵梁相连接。本发明还保护一种用于制造相应的汽车结构的方法和一种带有相应的汽车结构的汽车。
根据本发明的一个方面，一个或多个、尤其是两个碰撞盒与横梁、尤其是与沿车辆纵向观察的前保险杠横梁或后保险杠横梁可拆卸地、尤其摩擦配合和/或形状配合地(优选通过螺栓连接和/或插接)或者永久地、尤其摩擦配合、材料接合和/或形状配合地(优选通过插接和/或焊接、钎焊、粘接或铆接)相连接。
所述碰撞盒尤其在事先、同时或事后分别与纵梁可拆卸地、尤其摩擦配合和/或形状配合地(优选通过螺栓连接和/或插接)或者永久地、尤其摩擦配合、材料接合和/或形状配合地(优选通过插接和/或焊接、钎焊、粘接或铆接)相连接。
在一种实施方式中，尤其在发生中心正面碰撞时可以利用碰撞盒使撞击能至少部分通过变形做功减小，并且由此保护纵梁和/或驾乘人员。
在一种实施方式中，横梁具有一个或两个侧面区域，所述侧面区域尤其可以沿车辆横向超过外部的碰撞盒向外伸出。
尤其在发生所谓错位或偏移的正面碰撞时，特别使所述侧面区域受到撞击。
由此，在本发明的一种实施方式中，尤其一个或多个用于支承一个或多个侧面区域的支柱与各侧面区域相连接。在一种实施方式中，至少一个支柱具有闭合的实心横截面或中空横截面、尤其是圆形(环形)横截面或类似横截面。由此在一种实施方式中可以得到有利的稳定性。
在一种实施方式中，所述支柱具有纵轴线，所述纵轴线在一种扩展设计中至少基本上是直线。在一种实施方式中，所述纵轴线与碰撞盒(尤其是相邻的碰撞盒)的纵轴线、与纵梁(尤其相邻的纵梁)的纵轴线和/或与车辆纵轴线形成最高45°、尤其最高40°、优选最高35°的角。在另一种扩展设计中，所述支柱还具有一个或多个彼此折成角度的、直线形或弯曲的区段。在此情况下，在一种实施方式中，所述支柱的(弯曲的和/或折角)的纵轴线与碰撞盒(尤其是相邻的碰撞盒)的纵轴线、与纵梁(尤其相邻的纵梁)的纵轴线和/或与车辆纵轴线也形成最高45°、尤其最高40°、优选最高35°的角。
在一种实施方式中，通过这种角度或者通过大体平行于碰撞盒、纵梁和/或车辆纵轴线的支柱，所述支柱可以有利地支承侧面区域，尤其是有利地导出由偏移的正面碰撞所致的载荷。
根据本发明的一个方面，所述支柱与成型件相连接，所述成型件本身与碰撞盒和/或纵梁相连接。
在一种实施方式中，通过所述成型件可以有利地改进对所述支柱的装配。附加地或可选地，还可以改进支柱与碰撞盒或者与纵梁的连接。进一步附加地或可选地，在一种实施方式中，还有利地改进了在发生碰撞时所述支柱的变形和/或所述支柱与碰撞盒或与纵梁的连接，尤其是提供了所期望的变形特性。为此，尤其可以对所述成型件的形状、壁厚、材料和/或连接部进行相应地预设。
因此所述成型件可以具有支承凸缘，所述支承凸缘与支柱的纵向侧面相连接。由此可以形成连接部，所述连接部至少基本上平行于尤其在发生碰撞时在支柱中的力传递连接(Kraftfluss)和/或从侧面支承支柱。附加地或可选地，所述成型件的支承凸缘可以与支柱的端面相连接。由此可以形成形状配合的连接部，所述连接部至少基本上垂直于尤其在发生碰撞时在支柱中的力传递连接。
在一种实施方式中，所述成型件的支承凸缘可以相对于所述成型件的连接件折角或者形成夹角，在一种扩展设计中至少为45°、优选至少为80°。由此，在一种实施方式中可以有利地改进所述支柱上的连接部和/或提供所期望的变形特性。
所述支柱可以与横梁的侧面区域相连接，并且在事先、同时或事后与碰撞盒和/或纵梁相连接。由此，在一种实施方式中可以改进装配、尤其是预装配和/或最终装配。
所述支柱与侧面区域、碰撞盒和/或纵梁的连接可以在碰撞盒与横梁和/或纵梁相连接之前、在碰撞盒与横梁和/或纵梁相连接的同时或者在碰撞盒与横梁和/或纵梁相连接之后进行或实施。由此，在一种实施方式中可以改进装配、尤其是预装配和/或最终装配。
在一种实施方式中，所述成型件与支柱可拆卸地连接、尤其摩擦配合和/或形状配合地(优选通过螺栓连接或插接)相连接。附加地或可选地，在一种实施方式中，所述成型件与碰撞盒和/或纵梁可拆卸地连接、尤其摩擦配合和/或形状配合地(优选通过螺栓连接或插接)相连接。同样地，在一种实施方式中，所述成型件还可以与支柱、碰撞盒和/或纵梁永久地连接、尤其摩擦配合、材料接合和/或形状配合地(优选通过插接和/或焊接、钎焊、粘接或铆接)相连接。
在一种实施方式中，通过可拆卸的连接可以改进装配或拆卸。在一种实施方式中，通过永久的连接可以改进连接的稳定性。通过将一方面成型件与支柱的可拆卸连接与另一方面成型件与碰撞盒和/或纵梁的永久连接相结合，或者通过将一方面成型件与碰撞盒和/或纵梁的可拆卸连接与另一方面成型件与支柱的永久连接相结合，可以共同发挥两者的优势，和/或补偿装配公差。
如前所述，与支柱相连接的成型件可以与碰撞盒相连接。附加地或可选地，所述成型件还可以尤其直接或间接地与纵梁相连接。由此，在一种实施方式中可以改进支柱的力导出和/或提供所期望的支柱、成型件、碰撞盒和/或纵梁的载荷特性和/或变形特性。
因此在一种实施方式中，所述成型件可以具有边缘凸缘，所述边缘凸缘沿纵梁的纵向形状配合地支承在纵梁上、尤其是支承在纵梁的开放或闭合的端面、尤其是纵梁的锚固板上，所述锚固板至少基本上垂直于纵梁的纵向延伸。附加地或可选地，所述成型件可以具有尤其呈罐状或者说单侧敞开的插入区域，所述插入区域尤其形状配合地推套在碰撞盒上和/或插入纵梁中。为此，在一种扩展设计中，所述插入区域具有至少基本上与碰撞盒的外轮廓互补的内轮廓和/或至少基本上与纵梁的内轮廓互补的外轮廓。
在一种实施方式中，所述成型件被成形和/或变形、尤其被弯曲、优选被深冲和/或折叠。由此尤其可以形成前述的连接凸缘和/或边缘凸缘和/或插入区域。在一种实施方式中，所述成型件由与纵梁和/或碰撞盒不同的材料制成、尤其由具有较低抗压刚性和/或较低抗弯曲刚性的材料和/或由钢和/或尤其是纤维增强的塑料制成。
根据本发明的一个方面，所述成型件和碰撞盒共同或者说一起与纵梁相连接。在此尤其理解为，所述成型件和碰撞盒同时与纵梁相连接。由此，在一种实施方式中可以降低装配费用或拆卸费用、改进连接和/或节省重量。
在一种实施方式中，所述成型件和碰撞盒可通过同一连接件件装置共同地尤其是可拆卸地优选通过一个或多个螺栓与纵梁相连接，所述螺栓穿过成型件、碰撞盒和纵梁中的多个相互对齐的钻孔，或者所述成型件和碰撞盒通过同一连接件装置共同地优选通过一个或多个铆钉与纵梁永久地连接，所述铆钉穿过成型件、碰撞盒和纵梁中的多个相互对齐的钻孔。同样地，成型件和碰撞盒还可以材料接合地尤其通过共同的焊接、粘接或钎焊工艺共同地与纵梁相连接。
附图说明
通过以下对优选实施方式的描述给出了本发明的其它有利的扩展设计。在附图中部分示意性地：
图1以沿车辆高度方向观察的俯视图示出了根据本发明的一种实施方式的轿车的部分汽车结构；
图2以相应于图1的视图示出了根据本发明的另一种实施方式的轿车的部分汽车结构；
图3以相应于图1的视图示出了根据本发明的另一种实施方式的轿车的部分汽车结构；并且
图4以相应于图1的视图示出了根据本发明的另一种实施方式的轿车的部分汽车结构。
具体实施方式
图1以沿车辆高度方向观察的俯视图示出了根据本发明的一种实施方式的轿车的部分汽车结构。
所述汽车结构至少基本上相对于(在图1中为竖直的)车辆纵轴线对称，因此在以下仅对在图1中所示的部分进行阐述，并且对称构造的未在图1中示出的相对置部分也可参照对图1所示部分的阐述。
在图1所示的部分中，碰撞盒2通过未详细示出的方式与保险杠横梁1相连接。所述碰撞盒2插入纵梁3内并且通过螺栓35与纵梁相连接。
所述横梁具有侧面区域1.1，所述侧面区域沿车辆横向(图1水平方向)超过碰撞盒2向外伸出。具有圆环形横截面的支柱4与侧面区域1.1螺栓连接。
在图1的实施方式中，所述支柱4具有直线形纵轴线(图1中点划线所示)，所述纵轴线与相邻的碰撞盒2的纵轴线、与和碰撞盒2的纵轴线重合的纵梁3的纵轴线并且与和碰撞盒2的纵轴线平行的车辆纵轴线形成约为35°的角α。
所述支柱4与成型件5相连接，所述成型件本身与碰撞盒2和纵梁3相连接。
为了与支柱4相连接，所述成型件具有支承凸缘5.1，所述支承凸缘借助螺栓45与支柱4的纵向侧面相连接。所述成型件5的支承凸缘5.1相对于成型件的边缘凸缘5.2形式的连接件成约为55°的角。
所述边缘凸缘5.2沿纵梁的纵向形状配合地支承在纵梁3的敞开端面上。所述凸缘边缘5.2过渡成罐状的插入区域5.3，所述插入区域形状配合地推套在碰撞盒2上并且插入纵梁3中，并且为此而具有与碰撞盒2的外轮廓互补的内轮廓和与纵梁3的内轮廓互补的外轮廓。
所述成型件5和碰撞盒2通过同一个带有多个螺栓35的连接件装置与纵梁3相连接，所述螺栓贯穿成型件5、碰撞盒2和纵梁3中的多个相互对齐的钻孔中。
通过成型件5简化了支柱4的装配或拆卸，所述支柱利用多个螺栓35与碰撞盒2相连接，并且与碰撞盒2一起与纵梁3相连接。此外还改进了支柱4与碰撞盒2和纵梁3的连接、尤其改进了支柱4在碰撞盒和纵梁上的固定和支承。此外，尤其一方面通过成夹角的支承凸缘5.1和另一方面通过插入区域5.3形状配合的推套和插入，提供了发生碰撞时期望的变形特性。
在图1所示的实施方式中，成型件5作为弯曲冲压件由钢材制成。
图2通过相应于图1的视图示出了根据本发明的另一种实施方式的轿车的部分汽车结构。相应的特征被标注以相同的附图标记，必要时通过撇号(′)加以区分，因此在以下仅对区别之处进行说明，其余部分可参考对其它实施方式的说明。
在图2所示的实施方式中，成型件5'的支承凸缘5.1'和支柱4'的纵向侧面借助焊缝45'(而非螺栓45)永久地材料接合地相连接。
图2的实施方式中的支柱4'具有两个互成夹角的部段(图2上方和下方)，其中，处于图2下方的部段平行于相邻的碰撞盒2的纵轴线、相邻的纵梁3的纵轴线和车辆纵轴线。相应地，支承凸缘5.1'相对于边缘凸缘5.2成90°的角。而支柱4'的处于图2上方的部段如图1的实施方式那样与碰撞盒2的纵轴线、纵梁3的纵轴线和车辆纵轴线形成约为35°的角α。
图3以相应于图1、图2的视图示出了根据本发明的另一种实施方式的轿车的部分汽车结构。相应的特征被标注以相同的附图标记，必要时通过一个或两个撇号('；″)加以区分，因此在以下仅对区别之处进行说明，其余部分可参考对其它实施方式的说明。
在图3所示的实施方式中，纵梁3'的闭合端面具有所谓的锚固板3.1。相应地，在该实施方式中，成型件5″具有闭合的凸缘5.4、而非罐状的插入区域5.3，支承凸缘5.1相对于所述闭合的凸缘5.4以前述方式折角。
在图3所示的实施方式中，成型件的凸缘5.4与碰撞盒2'一起通过螺栓35'共同地与纵梁3'的锚固板3.1相连接，所述螺栓穿过成型件5'、碰撞盒2'和纵梁3'中的多个相互对齐的钻孔。
图4以相应于图1至图3的视图示出了根据本发明的另一种实施方式的轿车的部分汽车结构。相应的特征被标注以相同的附图标记，必要时通过一个或两个或三个撇号(′；″；″')加以区分，因此在以下仅对区别之处进行说明，其余部分可参考对其它实施方式的说明。
在图4所示的实施方式中，成型件5″'的支承凸缘5.1″与支柱4″的端面相连接，并且相应地不相对凸缘5.4折角。
尽管在上述描述中阐述了若干示例性的实施方式，然而需要说明的是，还可以进行大量变形。
尤其可以替换掉一个或多个所示的螺栓连接或焊接，而分别设置其它连接，尤其是焊接、螺栓连接、铆接或粘接。此外，尤其还可以将根据图4所述实施方式的支柱4″的端面支承与成型件的插入区域5.3相结合，如结合图1、图2中所阐述的那样。同样地，在图1、图3或图4所示的实施方式中，也可以替换掉直线形的支柱，而设计为一次或多次折角和/或弯曲的支柱4'，如结合图2示例性阐述的那样。
此外还要说明的是，所示的示例性实施方式仅被视为举例，而不应以任何方式对保护范围、应用性和结构进行限制。而是应通过以上描述为本领域技术人员给出实现至少一个示例性实施方式的教导，其中，在不脱离由权利要求书及其等效技术方案的保护范围的情况下，可以对所述部件尤其在其功能和布置方面进行多种改变。
附图标记清单
1 (保险杠)横梁
1.1 横梁的侧面区域
2；2′ 碰撞盒
3；3' 纵梁
3.1 锚固板
4；4'；4″ 支柱
5；5'；5″；5″' 成型件
5.1；5.1'；5.1″ 支承凸缘
5.2 边缘凸缘
5.3 插入区域
5.4 凸缘
35；35' 螺栓
45；45″ 螺栓
45' 焊缝

Claims (18)

1.一种汽车结构，带有：
横梁(1)，
至少一个纵梁(3；3')，所述至少一个纵梁通过碰撞盒(2；2')与所述横梁(1)相连接，
至少一个支柱(4；4'；4”)，所述至少一个支柱用于支承所述横梁(1)的侧面区域(1.1)，以及
成型件(5；5'；5”；5”')，所述成型件(5；5'；5”；5”')与所述支柱(4；4'；4”)相连接，并且所述成型件与所述碰撞盒(2；2')和所述纵梁(3；3')相连接，其中，所述成型件具有支承凸缘，所述支承凸缘沿着碰撞盒向横梁延伸并且与支柱的纵向侧面相连接，并且其中，支承凸缘与碰撞盒的纵轴线之间的夹角不大于55°。
2.根据权利要求1所述的汽车结构，其特征在于，所述成型件(5；5'；5”；5”')与所述支柱(4；4'；4”)、所述碰撞盒(2；2')和/或所述纵梁(3；3')可拆卸地或永久地相连接。
3.根据权利要求1或2所述的汽车结构，其特征在于，所述成型件(5；5'；5”；5”')具有成夹角的支承凸缘(5.1；5.1'；5.1”)，所述支承凸缘与支柱的端面相连接。
4.根据权利要求1所述的汽车结构，其特征在于，所述成型件(5；5'；5”；5”')具有边缘凸缘(5.2)，所述边缘凸缘沿所述纵梁的纵向形状配合地支承在所述纵梁(3；3')上。
5.根据权利要求1所述的汽车结构，其特征在于，所述成型件(5；5')具有插入区域(5.3)，所述插入区域推套在所述碰撞盒(2；2')上和/或插入所述纵梁(3；3')内。
6.根据权利要求1所述的汽车结构，其特征在于，所述支柱(4；4'；4”)的纵轴线与所述碰撞盒(2；2')和/或纵梁(3；3')的纵轴线形成最大为45°的角(α)。
7.根据权利要求1所述的汽车结构，其特征在于，所述成型件(5；5'；5”；5”')和所述碰撞盒(2；2')共同与所述纵梁(3；3')相连接。
8.根据权利要求1所述的汽车结构，其特征在于，所述汽车结构是轿车结构。
9.根据权利要求5所述的汽车结构，其特征在于，所述插入区域形状配合地推套在所述碰撞盒(2；2')上和/或插入所述纵梁(3；3')内。
10.一种用于制造汽车结构的方法，所述方法具有以下步骤：
-将至少一个碰撞盒(2；2')与横梁(1)和纵梁(3；3')相连接；
-将至少一个用于支承所述横梁(1)的侧面区域(1.1)的支柱(4；4'；4”)的纵向侧面与所述横梁(1)和从成型件(5；5'；5”；5”')沿着碰撞盒向横梁延伸的支承凸缘相连接，其中，支承凸缘与碰撞盒的纵轴线之间的夹角不大于55°；和
-将所述成型件(5；5'；5”；5”')与所述碰撞盒(2；2')和所述纵梁(3；3')相连接。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述成型件(5；5'；5”；5”')与所述支柱(4；4'；4”)、所述碰撞盒(2；2')和/或所述纵梁(3；3')可拆卸地或永久地相连接。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述成型件(5；5'；5”；5”')具有成夹角的支承凸缘(5.1；5.1'；5.1”)，所述支承凸缘与所述支柱(4；4'；4”)的端面相连接。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述成型件(5；5')具有插入区域(5.3)，所述插入区域推套在所述碰撞盒(2；2')上和/或插入所述纵梁(3；3')内。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述成型件(5；5'；5”；5”')和所述碰撞盒(2；2')共同与所述纵梁(3；3')相连接。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述汽车结构是根据权利要求1至9之一所述的汽车结构。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述插入区域形状配合地推套在所述碰撞盒(2；2')上和/或插入所述纵梁(3；3')内。
17.一种汽车，带有根据权利要求1至9中任一项所述的汽车结构。
18.根据权利要求17所述的汽车，其特征在于，所述汽车是轿车。
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