CN104340276A - 车辆车身 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆车身，其具有底板门槛(1)，沿车辆横向(y)观察，该底板门槛的内部和外部型材件(49,51)在上部和下部法兰连接部(51,53)处接合，底板门槛(1)与车身柱元件(11)的柱根(15)相连，该柱根在侧面碰撞(F_A)的情况中以第一支承型材段(27)支承在底板门槛(1)的上部法兰连接部(53)上，并且以第二支承型材段(43)在两个法兰连接部(53,55)之间支承在门槛外壁(45)上，其中，在底板门槛(1)的空腔(57)内设置力传递元件(59)。该力传递元件(59)在侧面碰撞情况(F_A)中在第二支承型材段(43)和门槛内壁(61)之间提供附加的力传递路径(L₂)。

Description

车辆车身

技术领域

本发明涉及一种车辆车身。

背景技术

车辆车身的B柱基本沿垂直方向在汽车的车顶纵梁和底板门槛之间延伸。B柱在通常实践中是空心梁，其中为了提高在侧面碰撞的情况中的侧面碰撞强度集成附加的加强元件。该加强元件可以抑制由事故引起的B柱向车辆内部的变形。

由US2011/0095567A1已知一种按照这种设计的车辆车身。其具有底板门槛，其沿车辆横向观察位于内部和外部的型材件在上部和下部的法兰连接部处接合。在底板门槛上连接车身车柱元件的柱根(也就是上述的加强元件)。柱根在侧面碰撞情况中支承在底板门槛上。在这种侧面碰撞的情况中，底板门槛的上部法兰连接部这样特别剧烈地负载，使得存在材料断裂的危险，这对于车辆车身的变形性能是不利的。

由DE102005044820A1已知另一种具有底板门槛的车辆车身，车身车柱元件同样支承在底板门槛上。底板门槛具有附加的波状板，底板门槛借助其在车辆横向上被加固。由此可以保证，在侧面碰撞的情况中底板门槛的横向刚性被提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种车辆车身，其中以简单的方式提供在侧面碰撞情况中对于车辆乘客有利的变形性能。

所述技术问题通过一种车辆车身解决，其具有底板门槛，该底板门槛的沿车辆横向观察的内部和外部型材件在沿车辆高度方向观察的上部和下部法兰连接部处接合，底板门槛与车身柱元件的柱根相连，该柱根在侧面碰撞的情况中以第一支承型材段支承在底板门槛的上部法兰连接部上，并且以第二支承型材段在两个法兰连接部之间支承在门槛外壁上，其中，在底板门槛的空腔内设置力传递元件，并且该力传递元件在侧面碰撞情况中在第二支承型材段和门槛内壁之间提供附加的力传递路径。

本发明基于这样的情况，当前在侧面碰撞情况中车身柱元件基本上仅支承在底板门槛的上部法兰连接部上，由此仅存在唯一的用于将侧面碰撞力导入底板门槛中的载荷路径。由于相应较大的力输入在此存在这样的危险，即底板门槛的上部法兰连接部裂开，由此产生车辆车身的不利的变形性能。

在这种背景下，柱根附加地配备另外的支承型材段，其在侧面碰撞情况中在两个门槛法兰连接部之间支承在门槛外壁上。在底板门槛的空腔中设置附加的力传递元件，其沿车辆横向向内直线对齐地地设置在柱根的附加的第二支承型材段的后面。在侧面碰撞情况中因此提供附加的载荷路径，通过该载荷路径，碰撞力由第二支承型材段出发通过力传递元件传导至门槛内壁中。

车身柱元件(也就是加固元件)设计具有这样的材料厚度，其在侧面碰撞情况中阻止车身柱元件的撕裂。在车身柱元件的材料厚度降低时作用在车身柱元件上的碰撞载荷也必须降低。这优选通过相应较软的(也就是柔性的)柱根在底板门槛上的支座实现。因此，在侧面碰撞情况中，底板门槛不是刚性的，反而是经历围绕门槛轴线的扭曲运动，其中其上支承的车身柱元件的柱根沿车辆横向向内偏移。为了底板门槛上述的扭曲运动不会被影响，比较有利的是力传递元件没有完全、而是部分地填充底板门槛的空腔横截面。由此底板门槛的扭曲刚性保持得较小。因此特别优选的是，柱根的第二支承型材段沿车辆横向观察遮盖力传递元件，并且因此力传递元件在车辆高度方向上不存在超出该第二支承型材段的部分。在此优选由力传递元件提供的载荷路径沿车辆高度方向观察设置在门槛纵轴线上方，而在门槛空腔的所述轴线下方保持自由。

为了无缺点的功能性，力传递元件具有极其高的横向刚性。在这种背景下，力传递元件优选是波状板，其波峰线和波谷线沿车辆横向延伸。波状板可以在装配技术上是有利的，例如通过固定接片通过焊接仅固定在底板门槛的外部型材件上。据此，波状板没有与底板门槛的内部型材件接触或与其略微间隔。在这种状况中通过附加地设置在外部门槛型材件上的力传递元件不会影响车身的顺利的组装过程。

波状板附加地用于在柱根和底板门槛的内部型材件之间的附加的载荷传递。与通常的隔板不同的是，其不能当作变形元件。在一种优选的方式中，波状板在侧面碰撞的情况中基本不会变形，因此其能传递最大碰撞力。

与通常的波状板不同，按照本发明的波状板在底板门槛中转过了90°。也就是说可以进行向底板门槛的内部型材件的连续的“线形”力传递。通过将几何形状压制成波浪的形状，这种波状板自身可稳定。因此直至导致不稳定的点的力由此非常高。因此按照本发明的波状板能够在没有明显变形的情况下传递很高的力。

为了构件刚性连接，车身柱元件的柱根具有角型材，也就是具有可支承在底板门槛的上侧上的支承臂和可支承在门槛外壁上的外部臂。柱根的外部臂可以按照上述第二支承型材段起作用。

柱根的角型材可以沿车辆高度方向向上过渡成U形形状，也就是具有沿车辆横向靠外的底壁以及与之相连的、沿车辆横向向内突出的侧壁板。它们在其自由的边棱上弯折成边缘法兰，它们在组装状态中支承在底板门槛的上部法兰连接部上。在此相应地柱根的边缘法兰用作按照本发明的第一支承型材段。

因此在侧面碰撞情况中，按照本发明底板门槛的上部法兰连接部的载荷被降低，也就是由于附加的载荷路径，其在侧面碰撞的情况中在门槛外壁和门槛内壁之间桥接底板门槛的空腔。

前述的本发明的有利的构造和/或扩展设计可以—除了例如按上下文明确的组合方式或不一致的备选组合方式予以应用外—还可以单独地或也可任意组合地相互使用。

附图说明

以下结合附图进一步阐述本发明和其优选的造型和/或扩展设计以及它们的优点。在附图中：

图1示出车辆的局部剖视图的侧视图；

图2示出车辆车身的B柱向底板门槛的过渡区域的细节视图；

图3示出在侧面碰撞时变形过程的原理图；和

图4示出沿图2中的剖切面I-I的截面图；

图5示出在侧面碰撞情况中对应图4的视图；和

图6示出按照波状板实现的力传递元件。

具体实施方式

在图1中示出汽车，其白车架在侧壁组件上具有下部车辆纵梁，其在车辆客舱的区域中过渡至侧面底板门槛1中。所示组件的B柱3沿行驶方式设置在A柱5的后面并且沿垂直方向z将底板门槛1与车辆车身的车顶框架的车顶纵梁7相连。

B柱3一方面用于加强侧面车身并且另一方面用于支承安装件，如安全带滚轮或类似器件。B柱3在此设计为空心梁9(仅在图2中以虚线显示)，其中在图2中以实线突显出的加固板件11被集成在该空心梁9中。借助集成在空心梁3中的加固板件11在侧面碰撞的情况中提高B柱3的侧面碰撞强度。

按照图1，加固板件11具有在车顶纵梁7上构件刚性连接的头部段13，在底板门槛1上连接的柱根15以及在其间沿垂直方向z延伸的中间柱部段17。

在图2中示出柱部段17向加固板件11的柱根15的过渡的细节视图以及柱根15在底板门槛1上的连接。按照图2，B柱的空心梁9通过在图2中仅虚线显示的U形形状的外板21和同样虚线显示的内板23构成。内板和外板21、23的固定法兰25必要时在加固板件11的边缘法兰27作夹层的情况下相互焊接(在图2中没有详细显示)。

按照图2，加固板件11在中间柱部段17中大致U形地构成，也就是具有沿车辆横向y位于外部的底壁29以及沿车辆横向y在过渡棱边31上向内突出的侧壁板33。两个侧壁板在自由边棱35处弯折成已述的边缘法兰27。在此U形柱部段17在大致同样U形的外板21中轮廓配合。

在图2中所示的柱根15设计成角型材，其以其上部支承臂37安置在底板门槛1的上侧39上。支承臂37在角型材棱边41处过渡至垂直的、面状的外臂43，其支承在底板门槛1的沿车辆横向y观察向外指向的外壁45上。U形柱部段17在此大致面齐平地过渡至角型材的外臂43中，而柱部段17的侧壁板33过渡至沿车辆纵向x向前和先后扩展的支承臂37中。

如由图4还可知，底板门槛1是空心梁，沿车辆横向y观察其由内部型材件49和外部型材件51构成。两个型材件49、51是分别相互面向的U形型材件，它们在上部和下部法兰连接部53、55处接合。

附加地在底板门槛1的空腔57内部设置波状板59，其在稍后描述的侧面碰撞情况中作为力传递元件作用。波状板59沿车辆横向y观察向内直线对齐地定位在柱根15的外臂43后方，也就是说外臂43沿车辆横向y观察完全遮盖波状板59，也就是说波状板59在车辆高度方向z上向下没有超出外臂43的部分。

结合图3示出按照本发明的B柱在侧面碰撞情况中的变形性能。由于清楚性的原因，在图3中仅示出B柱3的加固板件11，而其空心梁9没有示出。据此，在加固板件11被加载侧面碰撞力F_A时，柱部段17在底部区域中、直接在底板门槛1上发生变形位移为Δy的变形。通过这种方式，侧面部段17在下部区域中以变形位移Δy以转动运动向内偏移。在车顶纵梁7上的构件刚性的连接构成转动点。加固板件11的变形因此仅局限在设置在所示车辆座椅下部的柱根15上。

在也在图5中示出的侧面碰撞情况中，加固元件11的上述边缘法兰27用作柱根15的第一支承型材段，其自身提供支承用于构成相对底板门槛1的法兰连接部53的第一载荷路径L₁(图5)。柱根15的外臂43在这种关系中用作柱根15的附加的第二支承型材段。通过外臂43可以将在侧面碰撞情况中的碰撞力的一部分传导至波状板59中，后者提供了平行的附加载荷路径L₂。在第二载荷路经L₂中还附加地连接了门槛外壁45和门槛内壁61，碰撞力被导入其中。通过这种方式可以降低载荷并且因此降低在上部法兰连接部53中材料断裂的危险。

如前所述，波状板59大致定位在底板门槛空腔57的上半部中。由此可以实现，载荷路经L₂沿车辆高度方向z观察位于门槛纵轴线S的上方。碰撞力通过第一支承型材段(也就是边缘法兰27)和第二支承型材段(也就是外臂43)这样传导，使得发生底板门槛1围绕门槛纵轴线S的扭曲运动T，并且柱根15同时以横向错移沿车辆横向y向内偏移。

在图6中以立体图单独示出波状板59。据此，波状板59在其面向外部型材件51的侧面具有固定接片63，它们与外部型材件51点焊连接。与此不同的是，波状板59的面向内部型材件49的端部通过装配缝隙m(图4)略微与内部型材件49相间隔。为了保证波状件59足够大的横向刚性，在图6中通过点划线显示的波峰线和波谷线沿车辆横向y平行地定向。

Claims (9)

1.一种车辆车身，其具有底板门槛(1)，该底板门槛(1)的沿车辆横向(y)观察的内部和外部型材件(49,51)在沿车辆高度方向(z)观察的上部和下部法兰连接部(53,55)处接合，底板门槛(1)与车身柱元件(11)的柱根(15)相连，该柱根(15)在侧面碰撞(F_A)的情况中以第一支承型材段(27)支承在底板门槛(1)的上部法兰连接部(53)上，并且以第二支承型材段(43)在两个法兰连接部(53,55)之间支承在门槛外壁(45)上，其特征在于，在底板门槛(1)的空腔(57)内设置力传递元件(59)，并且该力传递元件(59)在侧面碰撞情况(F_A)中在第二支承型材段(43)和门槛内壁(61)之间提供附加的力传递路径(L₂)。

2.按照权利要求1所述的车辆车身，其特征在于，力传递元件(59)沿车辆横向(y)向内直线对齐地设置在柱根(15)的第二支承型材段(43)的后面。

3.按照权利要求1或2所述的车辆车身，其特征在于，柱根(15)的第二支承型材段(43)沿车辆横向(y)观察遮盖力传递元件(59)，更确切地说力传递元件(59)在车辆高度方向(z)上尤其不存在超出第二支承型材段(43)的部分。

4.按照权利要求1至3之一所述的车辆车身，其特征在于，底板门槛(1)设计成这样柔性的，即在侧面碰撞情况(F_A)中底板门槛(1)围绕转动轴线(S)扭曲(T)，也就是在柱根(15)沿车辆横向(y)向内偏移的情况下。

5.按照前述权利要求之一所述的车辆车身，其特征在于，由力传递元件(59)提供的力传递路径(L₂)在车辆高度方向(z)上设置在门槛轴线(S)的上部。

6.按照前述权利要求之一所述的车辆车身，其特征在于，力传递元件(59)具有波浪型廓，并且波峰线和波谷线尤其沿车辆横向(y)延伸。

7.按照前述权利要求之一所述的车辆车身，其特征在于，力传递元件(59)固定在底板门槛(1)的外部型材件(51)上，并且尤其力传递元件(59)没有与底板门槛(1)的内部型材件(53)接触或与其相间隔。

8.按照前述权利要求之一所述的车辆车身，其特征在于，柱根(15)具有角型材，也就是具有可支承在底板门槛(1)的上侧(39)上的支承臂(37)和可支承在门槛外壁(45)上的外部臂(43)，并且尤其柱根的外部臂(43)是在侧面碰撞情况(F_A)中作用的第二支承型材段。

9.按照前述权利要求之一所述的车辆车身，其特征在于，柱根(15)具有U形型廓，其具有沿车辆横向(y)靠外的底壁(29)以及沿车辆横向(y)向内突出的两个侧壁板(33)，所述两个侧壁板(33)在其自由的边棱(35)上弯折成边缘法兰(27)，并且边缘法兰(27)尤其构成柱根(15)的第一支承型材段。