CN107444493A - 用于机动车的车身结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的车身结构，其用于双轨迹的机动车，其带有A柱元件(12)，在车辆纵向(x)上伸延的车身纵梁(7)以及限制机动车(1)的挡风玻璃(17)的框架侧部件(15)力传递地会聚在该结构的在车辆竖向(z)上上部的柱节点(11)处，其中，在上部的柱节点(11)处上部的铰链加强部(41)布置在A柱元件(12)的在车辆横向(y)上外部的板成形件(29)处。根据本发明，上部的铰链加强部(41)至少部分材料统一地且一件式地构造在框架侧部件(15)中。

Description

用于机动车的车身结构

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于双轨迹的机动车的车身结构。

背景技术

双轨迹的机动车的A柱元件通常实施为带有外部的以及内部的板成形件(Blechformteil)的空心型材梁(Hohlprofilträger)。在其上部的柱节点(Saeulenknoten)处会聚有上部的车身纵梁、限制车辆的挡风玻璃的框架侧部件以及横向结构组件，在该横向结构组件中例如集成有模块-横梁、端壁(Stirnwand)和/或水箱。在A柱元件的下部的柱节点处在车辆纵向上向后联接有侧向的门槛。此外可在A柱元件的外部的板成形件处设置有下部和上部的铰链加强部(Scharnierverstaerkung)，以便连结车辆的前门的下部和上部的门铰链。

在通常的实践中为了拧紧前门-铰链常常使用所谓的螺纹板(Gewindeplatte)作为铰链加强部。其具有比周围的构件更大的壁厚并且可吸收来自门铰链的全部负载。输入的负载主要是由门下垂(Türdurchhang)或门过压(Türüberdrückung)造成的弯矩。螺纹板由于较大的壁厚本身带来相应的构件重量。

由文件DE 10 2014 015 749 A1已知一种这种类型的车身结构。在该车身结构中上部的铰链加强部实现为带有箱型轮廓(Kastenprofil)的板件。该板件通过复杂的板成形作为单独的构件来制造并且在接合操作中在内侧装配在A柱元件的外部的板成形件处。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于双轨迹的机动车的车身结构，对于该机动车在车身装配中接合操作的数量以及构件耗费减少。

该目的通过权利要求1的特征来实现。在从属权利要求中公开了本发明的优选的改进方案。

本发明基于该事实，即在上述现有技术中上部的铰链加强部须构件耗费地可制造地以及在生产技术上复杂地被安装在车身结构中。在该背景下，根据权利要求1的特征部分，上部的铰链加强部至少部分材料统一地且一件式地构造在框架侧部件中。以该方式，在车身装配中必需的接合操作的数量以及构件耗费减少。

在技术实现中，框架侧部件可在车辆竖向上向下延长有节点部段(Knotensegment)，其以一重叠量(Ueberlappmass)与A柱元件的外部的板成形件重叠并且与其相连接，也就是说例如通过点焊点以及必要时通过附加的粘接部位。该框架侧部件的节点部段不仅用于在A柱元件的外部的板成形件处的连结，而且以双重作用还用于(至少部分地)构造上部的铰链加强部。

对于构件刚性的上部的铰链加强部优选的是，框架侧部件的节点部段轮廓匹配地在双重材料(Materialdoppelung)的情况下以贴靠连接的方式附连到A柱元件的外部的板成形件的车辆内部的侧面处。

A柱元件的外部的板成形件在通常的实践中可在横截面中构造成U形轮廓，亦即带有在车辆横向上外部的轮廓基部(Profilgrund)以及由此向车辆内部拉升的前部和后部的轮廓壁，其分别具有倒棱的边沿凸缘(Randflansch)。边沿凸缘在组装状态中被带到与A柱元件的内部的板成形件相连接。优选地，A柱元件的外部的板成形件的在车辆纵向上前部的轮廓壁可以是联接轮廓(Anschlussprofil)的组成部分，在该联接轮廓处连结车身纵梁。

如上面所提及的那样，框架侧部件的节点部段可轮廓匹配地以及在内侧附连在A柱元件的外部的板成形件处。对此，节点部段在水平平面中观察同样可构造成U形轮廓，带有车辆外部的部段底部以及由此向车辆内部拉升的前部和后部的部段壁。为了加强上面所提及的纵梁-联接轮廓，框架侧部件的节点部段可至少以其部段底部和其前部的部段壁与A柱元件的外部的板成形件的前部的轮廓壁和轮廓基部成面贴靠连接。

上部的铰链加强部(以及下部的铰链加强部)优选地以通常的方式来构建，亦即具有在车辆竖向上上部的加强壁和下部的加强壁，带有布置在其之间的装配空间，经由该装配空间可装配上部的门铰链。在一简单的实施形式中，上部的铰链加强部的下部的加强壁可材料统一地且一件式地从框架侧部件的节点部段的下边沿向车辆内部倒棱。在该情况中，下部的加强壁在节点部段的前部和后部的部段壁之间延伸或支撑在其处。反之，上部的铰链加强部的上部的加强壁可以是单独的构件，尤其板-分隔件(Schottteil)，其在车辆纵向上在框架侧部件的U形轮廓的节点部段的前部和后部的部段壁之间伸延或支撑在其处。

在车身结构中，可使用热成形构件，例如车辆的外部和内部的车顶框架的构件。热成形的构件与冷成形的构件相比提供极高的强度并且由此保护乘客舱以防不同的碰撞负载情况，亦即带有与冷成形构件相比更小的板厚。这些热成形的构件与冷成形的构件相对不具有镀锌部，因为该镀锌部不能承受炉中的热处理。代替其所施加的铝-硅覆层与镀锌部相比具有明显更少的侵蚀保护。

优选地，框架侧部件以及车身纵梁可由热成形的、高强度的钢制成。与此相对，A柱元件的外部的板成形件可由带有减小的强度的冷成形钢制成。

侧框架件可在至节点部段的在车辆纵向上前部的过渡处构造外角。该外角可在组装的车身结构中向机动车的发动机舱方向(或在前盖朝向周围环境打开的情况下)暴露。在框架侧部件实施为(更易受侵蚀的)热成形的构件的情况下存在提高的侵蚀风险。在该背景下优选的是，A柱元件的外部的板成形件由(与热成形的钢相比)更耐侵蚀的冷成形钢制成。附加地，外部的板成形件可在其前部的轮廓壁、其轮廓基部和上部的轮廓壁之间张开一内角区域，其将前述的在从框架侧部件至节点部段的过渡处的外角围住并且由此保护以防侵蚀。

如从前面说明所得出的那样，框架侧部件的节点部段以及A柱元件的外部的板成形件形成构件刚性的双壁结构，其中，优选地框架侧部件与其节点部段制造为热成形的、高强度的构件。在该情况中，为了减少构件重量A柱元件的外部的板成形件可划分成上部的板区段(Blechabschnitt)和下部的板区段。该上部的板区段具有减小的板厚，而下部的板区段在下部的柱节点的区域中具有与此相比更大的板厚。在该情况中，框架侧部件的节点部段可附加地加固上部的柱节点。

在仅带有较小侧向交叠(small overlap)的正面碰撞的情况中，碰撞力的急剧提高的力导入在车身-纵梁之外侧向地实现，亦即在形成侧向的负载路径(在其中面向碰撞的车轮-轮辋被压向A柱元件并且碰撞力进一步被传递到车身-侧面结构中、也就是说到前门的门扶手管(Tuerbruestungsrohr)中直至B柱)的情况下。为了无缺陷地构造上面所描绘的负载路径优选的是，上部的铰链加强部的上部和下部的加强壁在车辆纵向上至车身纵梁的上部和下部的壁来布置。以该方式，提供从上部的车身纵梁经由上部的柱节点直至前门的门扶手管(也就是说门-碰撞管)的无缺陷的力传递。

本发明的前面所阐述的和/或在从属权利要求中说明的有利的构造方案和/或改进方案(除了例如在明确相关或不可兼容的备选方案的情况中之外)可单独地或但是也还可相互任意组合地来运用。

附图说明

接下来根据附图来更详细地阐述本发明和其有利的构造方案和/或改进方案以及其优点。其中：

图1以从上面的视图示出了带有部分剖面图的双轨迹的机动车；

图2以透视性的部分视图示出了车辆的A柱的上部的柱节点；

图3和4分别以从车辆外部和从车辆内部的视图示出了在A柱元件的外部的板成形件与框架侧部件之间的构件联合；

图5示出了上部的铰链加强部的放大图；

图6示出了图2中的沿着水平的剖切平面的极其示意性的部分剖视图；以及

图7以相应于图3的视图示出了根据第二实施例的构件联合。

具体实施方式

在图1中示出了试验构造，利用其可执行以车辆1的桩柱碰撞(Pfahlcrash)。在该试验构造中模拟了带有与障碍3的较小的侧向重叠的车辆碰撞，在其中在车辆处的碰撞面很大程度上侧向地处于所示出的前侧的保险杆-横梁5之外。在机动车1中出于清晰性的原因仅示出了对于理解本发明必需的构件。如此两个下部的车辆纵梁6在车辆纵向x上向后联接到保险杆-横梁5处，在图1中以虚线示出了下部的车辆纵梁中的仅仅一个。此外，在每个车辆侧面处设置有上部的车辆纵梁7，其在图1中布置在用于相应的前轮9的轮罩壳之上并且连结在A柱元件12的上部的A柱节点11处。在上部的A柱节点11中除了上部的纵梁7之外还力传递地会聚横向结构组件以及框架侧部件15，其侧向地限制车辆的挡风玻璃17。横向结构组件13示例性地另外可具有端壁、水箱以及在图1中示出的导风-横梁19，其限制挡风玻璃17的下边沿。

在图1中示出的事故状况中，碰撞力的极其提高的力导入在车身纵梁7之外侧向地实现，亦即在形成侧向的负载路径L(图6)(在其中面向碰撞的车轮-轮辋被压向A柱元件12)的情况下。由此使A柱元件12向前门21移位，从而可经由其门扶手管21将碰撞力传递直至到B柱25(图1)中。在该碰撞过程中存在该危险，即面向碰撞的前部的纵梁7被障碍3以围绕竖轴指向的力矩加载且以旋转运动被压向车辆内部，这将影响车辆的碰撞表现。

利用接下来所说明的上部的A柱节点11的构造可在上述事故状况中显著改善车辆的变形特性并且同时减少车身-重量以及在车身装配中接合操作的数量和构件耗费：

如此根据图1或6，A柱元件12构建为带有在车辆横向y上内部的板成形件27和外部的板成形件29的空心梁。外部的板成形件29在水平平面xy中构造成U形轮廓，亦即带有在车辆横向y上外部的轮廓基部31以及由此向车辆内部拉升的前部和后部的轮廓壁33、35，其带有倒棱的边沿凸缘37，边沿凸缘可带到与内部的板成形件27(图2或6)点焊连接。外部的板成形件29的在车辆纵向x上前部的轮廓壁33是联接轮廓的组成部分，在该联接轮廓处连结车身纵梁7。在图2中框架侧部件15以及A柱元件12的外部的板成形件29在外侧被盖板件39遮盖。

如由图4另外得出的那样，在外部的板成形件29的内侧处在上部的柱节点11的区域中布置有上部的铰链加强部41而在下部的柱节点43的区域中布置有下部的铰链加强部45，在这些铰链加强部处分别可装配未示出的用于前门23的门铰链。

在图4中框架侧部件15在车辆竖向z上向下延长有节点部段47，其以重叠量Δz(图3)与A柱元件12的外部的板成形件29重叠并且与该外部的板成形件焊接连接以及必要时附加地粘合连接。代替其也可使用其他接合技术，例如MAG焊接、铆接等。节点部段47(以及外部的板成形件29)根据图6在水平平面xy中构造成U形轮廓，其带有部段底部49以及由此向车辆内部拉升的在车辆纵向x上前部的和后部的部段壁51、53。为了加强纵梁-联接轮廓，在图6中节点部段47的前部的部段壁51和部段底部49与外部的板成形件29的前部的轮廓壁33和轮廓基部31大面积地贴靠连接。

框架侧部件15的节点部段47不仅引起上部的A柱节点11的加固，而且以双重功能附加地还部分地构造上部的铰链加强部41。如由图4或5得出的那样，上部的铰链加强部41由上部的加强壁55和下部的加强壁57以及布置在之间的装配空间59来构建，经由该装配空间可装配未示出的上部的门铰链。下部的加强壁57是节点部段47的材料统一的且一件式的组成部分。相应地，下部的加强壁57从节点部段47的下边沿向车辆内部倒棱并且下部的加强壁在节点部段47的前部和后部的部段壁51、53之间延伸。与此相对，上部的加强壁55是与此分离的板-分隔件，其被插入前部和后部的部段壁51、53之间。此外在图5或6中在内侧在外部的板成形件29处焊接有圆焊接螺母58，其承担由现有技术已知的(重量更集中的)螺纹板的功能。由此也可代替螺纹板，因为门铰链的贴靠面也由在框架侧部件15中的热成形的材料来实施。

根据本发明，不仅框架侧部件15而且车身纵梁7由热成形的高强度钢制成。反之A柱元件12的外部的板成形件29由冷成形的钢制成，其与热成形的钢相比具有减小的强度。车身纵梁7不须强制地由热成形的钢制成，而是也可由各种其他材料构成。

如由图2、3或7得出的那样，从外部的板成形件29的轮廓基部31拉升有上部的轮廓壁61，其与前部的轮廓壁33和轮廓基部31张开一内角区域。该内角区域围住了在从框架侧部件15到节点部段47中的过渡处形成的外角并且如此保护其免于侵蚀。从外部的板成形件29的前部的轮廓壁33至上部的轮廓壁61的过渡部朝向发动机腔或朝向周围环境暴露。

在图7中示出了根据第二实施例的由框架侧部件15和外部的板成形件29构造的构件联合。因此，外部的板成形件29被划分成两个板区段，其中，在上部的板区段63中板厚减小，而下部的板区段65具有与此相比更大的板厚。

在图7中示出的外部的板成形件29示例性地可实施成两件式，其中，可维持上部和下部的板区段63、65为彼此独立的构件。取而代之，也可通过使用被裁剪的焊接的坯或被裁剪的辊轧的坯在外部的板成形件29中实现不同的板厚。对于之后的改变这样的划分也是有利的，因为可彼此独立地来改变两个板区段63、65的板厚(其须承受不同的负荷)。如此，可更有针对性地协调上部的A柱区域与在那里存在的需求。相同的也适用于下部的板区段65。

Claims (11)

1.一种用于双轨迹机动车的车身结构，其带有A柱元件(12)，在车辆纵向(x)上伸延的车身纵梁(7)以及限制所述机动车(1)的挡风玻璃(17)的框架侧部件(15)力传递地会聚在所述车身结构的在车辆竖向(z)上上部的柱节点(11)处，其中，在上部的柱节点(11)处上部的铰链加强部(41)布置在所述A柱元件(12)的在车辆横向(y)上外部的板成形件(29)处，其特征在于，所述上部的铰链加强部(41)至少部分材料统一地且一件式地构造在所述框架侧部件(15)中。

2.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，所述框架侧部件(15)在所述车辆竖向(z)上向下延长有节点部段(47)，其以重叠量(Δz)与所述A柱元件(12)的外部的板成形件(29)重叠并且与所述板成形件相连接，并且尤其在所述框架侧部件(15)的节点部段(47)中构造所述上部的铰链加强部(41)。

3.根据权利要求2所述的车身结构，其特征在于，所述框架侧部件(15)的节点部段(47)轮廓匹配地在双重材料的情况下附连到所述A柱元件(12)的外部的板成形件(29)的车辆内部的侧面处。

4.根据权利要求1或2所述的车身结构，其特征在于，所述A柱元件(12)的外部的板成形件(29)构造成U形轮廓，亦即带有在所述车辆横向(y)上外部的轮廓基部(31)以及带有由此向车辆内部拉升的前部的和后部的轮廓壁(33,35)，所述轮廓壁带有倒棱的边沿凸缘(37)，所述边沿凸缘能够带到与所述A柱元件(12)的内部的板成形件(27)相连接，并且尤其所述外部的板成形件(29)的在所述车辆纵向(x)上前部的轮廓壁(33)是用于连结所述车身纵梁(7)的联接轮廓的组成部分。

5.根据权利要求2、3或4所述的车身结构，其特征在于，所述框架侧部件(15)的节点部段(47)在水平平面(xy)上具有U形轮廓，其带有部段底部(49)和由此拉升的在所述车辆纵向(x)上前部的和后部的部段壁(51,53)，并且尤其为了加强纵梁-联接轮廓至少所述部段底部(49)和前部的部段壁(51)与所述A柱元件(12)的外部的板成形件(29)的轮廓基部(31)和前部的轮廓壁(33)贴靠连接。

6.根据上述权利要求中任一项所述的车身结构，其特征在于，所述上部的铰链加强部(41)由在所述车辆竖向(z)上上部的加强壁(55)和下部的加强壁(57)来构建，经由它们之间布置的装配空间(59)能够装配上部的门铰链，并且尤其所述下部的加强壁(57)材料统一地且一件式地从所述框架侧部件(15)的节点部段(47)的下边沿倒棱并且尤其支撑在所述节点部段(47)的前部的和后部的部段壁(51,53)之间。

7.根据权利要求5所述的车身结构，其特征在于，所述上部的铰链加强部(41)的上部的加强壁(55)是单独的构件、尤其板件，其支撑在U形轮廓的节点部段(47)的前部和后部的部段壁(51,53)之间。

8.根据上述权利要求中任一项所述的车身结构，其特征在于，所述框架侧部件(15)和/或所述车身纵梁(7)由热成形的高强度钢制成，并且尤其所述A柱元件(12)的外部的板成形件(29)由带有与热成形的钢相比降低了的强度的冷成形的钢制成。

9.根据权利要求3到7中任一项所述的车身结构，其特征在于，从所述A柱元件(12)的外部的板成形件(29)的轮廓基部(31)向车辆内部拉升有上部的轮廓壁(61)，并且所述上部的轮廓壁(61)与所述前部的轮廓壁(33)和所述轮廓基部(31)共同张开内角区域，其围住在从所述框架侧部件(15)到所述节点部段(47)中的过渡处形成的外角且相对于周围环境保护所述外角免受侵蚀。

10.根据上述权利要求中任一项所述的车身结构，其特征在于，所述A柱元件(12)的外部的板成形件(29)以不同的板厚来实施，亦即具有在所述上部的柱节点(11)的区域中带有减小的板厚的上部的板区段(63)和具有在下部的柱节点(43)的区域中带有与此相比更大的板厚的下部的板区段(65)。

11.根据权利要求5到8中任一项所述的车身结构，其特征在于，所述上部的铰链加强部(41)的上部和下部的加强壁(55,57)在所述车辆纵向(x)上与所述车身纵梁(7)的上部的和下部的壁齐平地来布置。