CN105008211B - 用于敞篷车辆的限制负荷的后支柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车身子组件(1)，所述车身子组件用于支撑车顶弧形部(2)后部并且包括后支柱(4)，所述后支柱的下底部(5)设计用于固定并且抵靠在安全带卷收器支承件(6)上，所述子组件(1)包括可变形的节点板(10)，所述节点板设计成纵向夹置在后支柱(4)的上部(11)和车顶弧形部(2)之间，所述节点板(10)包括用于使所述节点板固定在后支柱(4)上的第一固定区段(12)、用于使所述节点板固定在车顶弧形部(2)上的第二固定区段(13)以及可自由熔化的中间区段(14)，所述中间区段对于纵向压缩所具有的抵抗力小于后支柱(4)和车顶弧形部(2)，以能够在冲击情况下被压碎，以便于消散至少一部分冲击能量。

Description

用于敞篷车辆的限制负荷的后支柱

技术领域

本发明涉及车身的一般领域，更具体地涉及用于支撑车辆、尤其是机动车辆的车顶的车身元件。

背景技术

已知当出现事故时，后排座椅和安全带向车辆后部施加较大的惯性力，该力通常由车顶弧形部接收并且支承，所述车顶弧形部将该力传递至车辆前部。

在大部分车辆中，车顶在车辆后部不仅由从车门突出的侧向车顶弧形支撑，还由车顶的后横梁支撑，这相对易于分散冲击力并且因此保护车厢。

在一些类型的车辆中，尤其在暴露的车辆、如敞篷车辆中，没有车顶横梁或者上部刚性结构使得车辆结构更容易变形，这在一些情况下可导致难以控制的车辆后部的真正惯性凹陷。

更具体地，冲击强度为此可导致焊接点的断裂，引起车身的局部分裂，损害了车辆乘客的安全性。

发明内容

因此，本发明的目的旨在克服上述不足，并且提供一种新的车身配置，该配置确保了车辆乘客安全性的提高，并且保持车辆轻便以及形状自由。

本发明的目的通过一种用于在车辆车身内部支撑车顶弧形部后部的车身子组件来实现，所述子组件包括后支柱，所述后支柱的下底部设计用于固定和抵靠在形成安全带卷收器支承件的车辆车身后部上，其特征在于，所述子组件包括可变形的节点板，所述节点板设计成纵向夹置在后支柱的上部和由所述子组件支撑的车顶弧形部之间，为此所述节点板包括能够使所述节点板固定在后支柱上的第一固定区段、能够使所述节点板固定在车顶弧形部上的第二固定区段以及可自由熔化的中间区段，所述中间区段使第一固定区段与第二固定区段联接并且对于纵向压缩所具有的抵抗力小于后支柱和车顶弧形部，以能够在冲击情况下通过在后支柱的上部和车顶弧形部之间的压缩而被纵向压碎，以便于消散至少一部分冲击能量。

有利地，通过设置了在后支柱和对应的车顶弧形部之间形成一种缓冲垫的可熔化节点板，形成了经设计的变形区域，在该区域处车身的不可逆塑性形变能够以可预计和可控制的方式进行。

更具体地，还可吸收一部分惯性冲击的动能，所述惯性冲击通过破坏节点板的可熔化区段影响固定在相关车身后部上的横排座椅或座位并且趋于迫使所述横排座椅或后排座位向车辆前部纵向移动，所述可熔化区段形成在后支柱和弧形部之间的可压缩横杆。

有利地，因此可避免车身后部或焊接点的突然或意外断裂。

因此，借助于既简单又小型的配置，本发明能够在发生事故时保持由车辆后部的车身形成的保护性壳体的连续性，以及能够更好地保护车厢体积并且改善后排座椅的坚固性，有利于增强车辆乘客的安全性。

特别有利地，本发明提供的装置特别轻便和分立(discret)，避免了需要特别加强的车身结构，这能够明显节省重量。

此外，根据本发明的子组件的紧凑性和多功能性能够适用于车辆的整个轮廓，而不对车辆的设计增加特殊的限制。

附图说明

通过阅读以下仅作为示意性而非限制性给出详细描述和附图，本发明的其它目的、特征和优点将更加清楚，在附图中：

图1通过从车厢内部观察的整体侧视图示出了在车辆车身内部(此处在右侧)的根据本发明的子组件实施例。

图2通过详细侧视图示出了图1的子组件在冲击情况下的性能，其中可熔化节点板局部变形。

图3通过前部四分之三的分解透视图示出了将类似于图1和2的子组件组装在车顶弧形部(左侧)上。

图4通过从车辆前方观察的正面分解透视图示出了将图1至3中所示类型的子组件组装在车顶弧形部上。

具体实施方式

本发明涉及在车辆车身3内部支撑车顶弧形部2后部的车身子组件1。

子组件1包括后支柱4，所述后支柱的下底部5设计用于固定和抵靠在形成安全带卷收器支承件6的车辆车身后部上，如图1中所示。

因而，根据本发明的子组件1设计成夹置在卷收器支承件6和车顶弧形部2之间，以支撑所述车顶弧形部。

车顶弧形部2此处以传统方式表示位于所述车辆左侧或右侧的用于侧向围绕车顶壁板或车辆顶篷的刚性元件，以便于支撑所述车顶壁板或所述顶篷。

有利地，所述车顶弧形部2可从车门和/或车窗开口突出，形成车架的上部。

卷收器支承件6同样以传统方式表示车身中后部或底部，该部分基本形成了车辆的后楔形部(coin)，并且固定及保持有安全带卷收器7，所述安全带卷收器用于存放安全带8并且使所述安全带绷紧，所述安全带装配在对应的侧向座位9(或者横排座椅的一部分)上。

优选地拱形的后支柱4也可优选地形成围绕车辆后窗的立柱，并且成为所述车辆的后楔形部的肋部。

根据本发明，子组件1包括可变形的节点板10，所述节点板设计成纵向夹置在后支柱4的上部11和由所述子组件1支撑的车顶弧形部2之间，为此所述节点板10包括能够使所述节点板固定在后支柱4上的第一固定区段12、能够使所述节点板固定在车顶弧形部2上的第二固定区段13以及可自由熔化的中间区段14，所述中间区段使第一固定区段12与第二固定区段13联接并且对于纵向压缩所具有的抵抗力小于后支柱4和车顶弧形部2，以能够在冲击情况下通过在后支柱4的上部11和车顶弧形部2之间的压缩而被纵向压碎，以便于消散至少一部分冲击能量。

有利地，节点板10、尤其是中间区段14形成了具有经设计的变形的压缩横杆型联接界面，在发生强度超过预设启动阈值的冲击时，所述联接界面允许支柱的上部11、尤其是与该上部连成一体的第一固定区段12根据包括优选地主要从车辆后部朝向前部定向的至少一个分量的变形运动D而纵向接近车顶弧形部2，更具体地接近与该车顶弧形部连成一体的第二固定区段13。

为此，中间区段14有利地为自由的，即并非通过其它横杆或由支柱4或车顶弧形部2的各自部分以多余的方式形成内衬，以形成在所述支柱4的上部11和所述车顶弧形部2之间更直接的主要或者唯一的力的通道。

因此，中间区段14将仅支承大部分或全部接近应力(与冲击力F相关)，并且还将形成中空“可熔化”区段型的较弱元件，当发生冲击时，塑性变形D将以可预见且可使车身3再生的方式集中在该元件上。

作为示例，当车辆前部撞击障碍物而在座位9或者安全带卷收器7上引起较大的惯性力F时，本发明尤其能够保护车厢，更具体地限制所述车厢后部的惯性下陷。

优选地，如图1、2和4所示，节点板10、尤其是可熔化区段14至少具有形成折叠引导部的第一横向凹陷部15，优选地至少具有在所述节点板10的长度上、更具体地在所述可熔化区段14的长度上彼此隔开一定距离的第一横向凹陷部15和第二横向凹陷部16，所述第一横向凹陷部和第二横向凹陷部形成连续的折叠引导部。

虽然未排除由通过移除材料而形成的缺口来实现折叠引导部，但是优选使用凹陷部15、16，以便于尤其简化节点板10的制造以及/或者改善坚固性、尤其是功能硬度。

因此，为了便于描述，认为折叠引导部和对应的凹陷部15、16是类似的，反之亦然。

有利地，这种折叠引导部15、16能够使得节点板10局部弱化，从而以可预见的方式在压力下定位折叠。

沿着节点板10优选使用多个折叠引导部15、16能够有利地通过多个相连区段的连续变形而获得串联式的纵向压碎。

多个折叠引导部还能够更好地控制变形，该控制是逐渐完成的。

必要时，根据本发明的整体构成情况，尤其可根据承受的冲击强度而对变形分级，例如设置有在压缩下比第二折叠引导部16更容易变形第一折叠引导部15。

更具体地，第一折叠引导部15可位于中间区段14中，而第二折叠引导部16(或必要时第三折叠引导部)可位于更坚固的节点板10的部分中，例如位于由车顶弧形部2的端部覆盖或加强的第二固定区段13处。

优选地，凹陷部15、16、更具体地折叠引导部限定了基本三角形的凹槽，所述凹槽的底部向节点板10的外部打开，尤其如图1和2中可见。

有利地，这种三角形构造有利于通过使三角形的边接近而压碎的运动，以及凹陷部15、16顶角的逐渐闭合，折叠引导部在一定意义上起到连接点的作用。

优选地，节点板10至少具有在横截面上的相交的第一分支20和第二分支21，所述第一分支和第二分支通过从第一固定区段12纵向延伸至第二固定区段13的肋部22彼此连接，如图3和4中可见。

优选地，节点板10可呈现打开的型材的形状，更具体地呈现L形角钢形状，肋部22优选地标记为向内突出并且朝向车厢定向的楔形部。

有利地，这种角形构造有助于从功能上使节点板10更坚硬，以使车身3具有常规功能的硬度，同时能够保持相对精细且轻便的结构。

第一分支20和/或第二分支21可任选地通过一个或多个下垂边缘23、24延伸，所述一个或多个下垂边缘尤其有助于增加节点板10的功能硬度，以及/或者形成用于将所述节点板10组装在车顶弧形部2和支柱4上的引导和固定表面。

优选地，形成折叠引导部的一个或多个凹陷部15、16能够在肋部22中标记为中空。

有利地，该中空标记能够以相对简单的方式实施，即通过折叠或冲压而去除材料。

优选地，如图3和4中可见，后支柱4的横截面面积从所述支柱3的下底部5向与节点板10联结的所述支柱4上部11逐渐减小。

因此，支柱4有利地形成一种立柱，更具体地形成向车辆外部(此处向后)凸起的拱柱(arc-boutant)，所述拱柱具有较大的底部5，所述底部提供了良好的稳定性和在卷收器支承件6上的良好保持，以及所述拱柱朝向顶部11逐渐变细，以便于保持车身的轻便性和车辆流线美观性，同时确保支柱4对弯曲的良好抵抗力。

有利地，支柱4可优选地由金属板、更具体地由ES钢类型的钢板形成单件，所述钢板的厚度优选地在1.2mm和2mm之间，尤其大约为1.47mm或1.5mm。

构成支架4的钢板有利地可折叠成L型以形成角钢，所述角钢任选地配置有下垂边缘25、26。

此外，支柱4优选地包括凹陷27和/或突起28型的加强元件27、28，所述加强元件设置用于增加所述后支柱的弯曲硬度。

如图1、3和4所示，凹陷27能够形成在支柱4的上肋部线处、更具体地在对应的下垂边缘25上凹进的凹陷，以使所述支柱呈基本台阶状。

突起28可在支柱的下表面上突出，更具体地从角铁的对应分支突出。

有利地，凹陷27和突起28可通过冲压形成。

有利地，趋于在结构上加强支柱4的弯曲硬度、尤其通过凹陷和/或突起28形成齿状边的不同构造设置能够在冲击情况下、更具体地在所述支柱4的底部5上施加较大拉力F的情况下确保所述支柱4的极佳抵抗力，因此保持车厢的体积处于最佳状态，并且确保对座位9或者后排座椅的最佳保持。

车顶弧形部2本身可有利地由与支柱4具有相同牌号和/或相同厚度的钢板制成。

优选地，如图3和4中所示，节点板10由金属板零件、更具体地由ES钢类型的钢板形成单件，所述金属板零件与后支柱4分开并且厚度E10优选地在0.8mm和1.1mm之间，尤其大约在0.97mm和1.00mm之间。

因此，固定区段12、13和中间区段14优选地形成单件。

有利地，节点板10可通过折叠和/或冲压制成，分支20、21中的每个都形成钢板，所述钢板具有上述的厚度E10并且肋部22对应于折叠线。

厚度E10选为小于构成支柱4的钢板厚度和/或构成车顶弧形部2的钢板厚度，有利地有助于使节点板10具有优选的变形区域。

当然，本发明涉及一种车辆的车身3，所述车身包括后部由根据本发明的子组件1支撑的至少一个侧向车顶弧形部2，以使后支柱4和车顶弧形部2通过分别与第一固定区段12的下表面接触以及与第二固定区段13的上表面接触并且露出可熔化的中间区段14来局部覆盖所述节点板，所述中间区段形成在后支柱4和车顶弧形部2之间的纵向连接桥。

有利地，支柱4/节点板10/弧形部2的组装也可根据基本伸缩的设置而形成嵌套层。

固定优选地通过点的焊接来实现。

支柱4和节点板10各自的壁、更具体地各自的分支在对应于第一固定区段12的长度上重叠。

为此，支柱4的上部11的分支优选地具有与节点板的对应分支基本共轭的形状，以便于能够沿第一固定区段12将节点板分支基本贴合在所述支柱的上部分支的大部分甚至整个表面上。

同样，车顶弧形部2端部的壁或分支优选地具有与节点板10的对应分支基本共轭的形状，以便于沿第二固定区段13将节点板分支基本贴合在所述车顶弧形部端部的壁或分支的大部分甚至整个表面上。

还设置相对较大的联接表面，确保了组装的良好稳定性，并且尤其能够增加焊接点。

有利地，节点板10一方面被支柱4的覆盖以及另一方面被车顶弧形部2的覆盖在纵向上不完全，支柱4终止于第一固定区段12的边界，而车顶弧形部2终止于第二固定区段13的边界，以便于在首先出现压缩变形D之处设置对应于中间区段14的自由间隔。

在冲击情况下时，由于存在节点板10，支柱4因此能够沿至少一个平移分量和/或相对于车顶弧形部2移动或铰接，而没有车身3的结构凹陷或错位的风险。

以传统的方式，车顶弧形部2可由车门立柱30和/或挡风玻璃立柱(未示出)支撑，与支柱4相对。

优选地，车身3包括根据本发明的两个子组件1，所述子组件配置成相对于车辆矢状平面基本对称，以分别支撑所述车辆的左侧车顶弧形部和右侧车顶弧形部。

本发明还涉及一种车辆，尤其是机动车辆，所述车辆装配有根据本发明的其中一个可能变型的支承车顶弧形部2的子组件1，或者更具体地，装配有根据本发明的车身3。

根据特别优选的实施变型，所述车辆构成敞蓬车辆。

因而，由车顶弧形部2支承的车顶壁板可收起或可拆卸并且例如由形成车顶的柔性布制成。

当然，本发明绝不局限于所描述的实施变型，本领域技术人员尤其能够分开或组合前文所述的一个或多个特征。

Claims (11)

1.一种用于在车辆的车身(3)内部支撑车顶弧形部(2)后部的车身子组件(1)，所述子组件(1)包括后支柱(4)，所述后支柱的下底部(5)设计用于固定和抵靠在形成安全带卷收器支承件(6)的车辆车身后部上，其特征在于，所述子组件(1)包括可变形的节点板(10)，所述节点板设计成纵向夹置在后支柱(4)的上部(11)和由所述子组件(1)支撑的车顶弧形部(2)之间，为此所述节点板(10)包括能够使所述节点板固定在后支柱(4)上的第一固定区段(12)、能够使所述节点板固定在车顶弧形部(2)上的第二固定区段(13)以及可自由熔化的中间区段(14)，所述中间区段使第一固定区段(12)与第二固定区段(13)联接并且对于纵向压缩所具有的抵抗力小于后支柱(4)和车顶弧形部(2)，以能够在冲击情况下通过在后支柱(4)的上部(11)和车顶弧形部(2)之间的压缩而被纵向压碎，以便于消散至少一部分冲击能量。

2.根据权利要求1所述的子组件，其特征在于，可自由熔化的中间区段(14)至少具有形成折叠引导部的第一横向凹陷部(15)。

3.根据权利要求2所述的子组件，其特征在于，可自由熔化的中间区段(14)至少具有在所述可自由熔化的中间区段(14)的长度上彼此隔开一定距离的第一横向凹陷部(15)和第二横向凹陷部(16)，所述第一横向凹陷部和第二横向凹陷部形成连续的折叠引导部。

4.根据权利要求2或3所述的子组件，其特征在于，一个或多个凹陷部(15、16)限定了三角形的凹槽，所述凹槽的底部向节点板(10)的外部打开。

5.根据权利要求2或3所述的子组件，其特征在于，所述节点板至少具有在横截面上的相交的第一分支(20)和第二分支(21)，所述第一分支和第二分支通过从第一固定区段(12)纵向延伸至第二固定区段(13)的肋部(22)彼此连接，以及形成折叠引导部的一个或多个凹陷部(15、16)在所述肋部(22)中标记为中空。

6.根据权利要求2或3所述的子组件，其特征在于，后支柱(4)的横截面面积从下底部(5)向与节点板(10)联结的上部(11)逐渐减小。

7.根据权利要求2或3所述的子组件，其特征在于，后支柱(4)包括凹陷和/或突起型的加强元件(27、28)，所述加强元件设置用于增加所述后支柱的弯曲硬度。

8.根据权利要求2或3所述的子组件，其特征在于，节点板(10)由金属板零件形成单件，所述金属板零件与后支柱(4)分开并且厚度(E10)在0.8mm和1.1mm之间。

9.一种车辆的车身(3)，其特征在于，所述车身包括后部由根据前述权利要求中任一项所述的子组件(1)支撑的至少一个侧向车顶弧形部(2)，以使后支柱(4)和车顶弧形部(2)通过分别与第一固定区段(12)的下表面接触以及与第二固定区段(13)的上表面接触而与节点板(10)重叠并且露出可自由熔化的中间区段(14)来局部覆盖所述节点板，所述可自由熔化的中间区段形成在后支柱(4)和车顶弧形部(2)之间的纵向联结桥。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆装配有根据权利要求9所述的车身(3)。

11.根据权利要求10所述的车辆，其特征在于，所述车辆构成敞蓬车辆。