CN107791977A - 用于与车辆行进方向相反地引入负载的车辆负载引入系统 - Google Patents

Abstract

一种用于与车辆(100)的行进方向(FR)相反地引入负载的车辆(100)负载引入系统(10)，该负载引入系统在该车辆(100)的左侧上具有左侧负载支撑件(20)并且在该车辆(100)的右侧上具有右侧负载支撑件(30)，其中该左侧负载支撑件(20)以力传递方式连接至该车辆(100)的前部部分(110)的左侧上的左侧变形模块(40)，并且该右侧负载支撑件(30)以力传递方式连接至该前部部分(110)的右侧上的右侧变形模块(50)；另外，横梁(60)以力传递方式连接至这两个变形模块(40，50)，其中该横梁相对于该车辆(100)的行进方向(FR)横向地延伸。

Description

用于与车辆行进方向相反地引入负载的车辆负载引入系统

技术领域

本发明涉及一种用于与车辆的行进方向相反地引入负载的车辆负载引入系统。

背景技术

基本上已知的是，车辆中采取机械预防措施，以便在碰撞情况下(即，车辆与静止的或移动的对象接触)带走输入的负载。例如使用这种负载引入系统以便在从车辆前侧发生事故的情况下引导力经过车舱。车辆内部的车舱或乘客舱通常由所谓的舱壁分区隔开。在此，基本上可以防止机械部件进入所述内部并且穿过所述舱壁分区进入乘客区域。

已知的解决方案的缺点是：更常见地可能是仅车辆车身的对应的中央负载支撑件的线性的或基本线性的变形。这例如在DE 103 21 766 A1中进行了描述。虽然现有技术基本上涉及以有利的方式将负载引入车辆车身，然而这在个别碰撞情况下仍会导致一些问题。一种此类的碰撞情况涉及所谓的中柱。如果中柱从前方撞击在车辆上，这不仅导致与行进方向相反的负载进入，此外还导致相对于车辆横向的拉伸负载。所述较高的拉伸负载必须通过对应的焊缝或其他非强制性连接来在车身的单独部件之间传递。为了确保即使在与支柱的碰撞情况下也不出现车身故障，必须选择对应的稳定设计。这导致成本增加、重量增加并且导致生产费用增加。

发明内容

本发明的目的是至少部分地消除上述缺点。具体地讲，本发明的目的是以使用少量材料的成本有效且简单的方式来确保对车辆内部的保护。

上述目的是通过具有下述1所述特征的负载引入系统实现的。下述、说明书以及附图显现了本发明的进一步的特征和细节。当然，与根据本发明的负载引入系统相关描述的特征和细节也在各自情况下与根据下述1的负载引入系统相关联地在此适用并且反之亦然，因此，关于本披露，本发明的单独的方面始终并且能够始终被交叉引用。

1.一种用于与车辆的行进方向(FR)相反地引入负载的车辆负载引入系统，该负载引入系统在该车辆的左侧上具有左侧负载支撑件并且在该车辆的右侧上具有右侧负载支撑件，其中该左侧负载支撑件以力传递方式连接至该车辆的前部部分的左侧上的左侧变形模块，并且该右侧负载支撑件以力传递方式连接至该前部部分的右侧上的右侧变形模块；另外，一个横梁以力传递方式连接至这两个变形模块，其中该横梁相对于该车辆的行进方向(FR)横向地延伸。

2.如上述1所述的负载引入系统，其中该横梁以力传递方式经由旋转轴连接至这两个变形模块。

3.如上述2所述的负载引入系统，其中该旋转轴相对于该车辆的行进方向(FR)被安排在相应的变形模块的外侧上。

4.如以上1-3之一所述的负载引入系统，其中这两个变形模块具有第一变形部分，该第一变形部分在该横梁的附近并且比离该横梁更远的至少一个第二变形部分的机械稳定性更小。

5.如上述4所述的负载引入系统，其中这两个变形模块的变形部分相对于该行进方向(FR)被安排在内侧上。

6.如以上1-5之一所述的负载引入系统，其中这两个变形模块以镜像反转的方式被设计和安排。

7.如以上1-6之一所述的负载引入系统，其中该横梁在与该行进方向(FR)相反的负载作用下具有无扭曲或基本上无扭曲的弯曲线。

8.如以上1-7之一所述的负载引入系统，其中这两个负载支撑件相对于行进方向(FR)在相应的负载支撑件的内侧上具有屈曲区域。

9.如上述8所述的负载引入系统，其中这两个负载支撑件以镜像反转的方式被设计和安排。

10.如上述8或9所述的负载引入系统，其中这些负载支撑件的屈曲区域被安排在该车辆的舱壁分区的前方。

根据本发明，提供一种用于与车辆的行进方向相反地引入负载的车辆负载引入系统。为此，该负载引入系统在车辆的左侧上具有左侧负载支撑件并且在车辆的右侧上具有右侧负载支撑件。该左侧负载支撑件以力传递方式连接至车辆的前部部分的左侧上的左侧变形模块。此外，该右侧负载支撑件以力传递方式连接至该前部部分的右侧上的右侧变形模块。相对于车辆的行进方向横向地延伸的一个横梁以力传递方式连接至这两个变形模块。

根据本发明，负载引入系统现在基本上由三个不同部件组成。在此，该横梁在最前端，该横梁例如可以由车辆保险杠形成或者被安排在这个保险杠之后。现在，呈横梁形式的保险杠在其两个末端部分处各自连接至一个变形模块。这种连接是以力传递的方式进行配置，并且因此力尤其可以与行进方向相反地从该横梁传递至相应的变形模块。在本申请的范围内，在此可以通过在行进方向上观察的车辆俯视图来理解左侧和右侧上的参考点。

这些变形模块进而以一种力传递方式经由这些负载支撑件连接至车身。在此，这些负载支撑件已经可以构成车身的部分。优选地，这些负载支撑件沿着行进方向安排并且因此按照根据本发明的负载引入系统相对于横梁垂直地或横向地延伸。

以根据本发明的方式，该负载引入系统现在基本上能够对所有已知的碰撞情况进行减震并且能够将此类碰撞情况中的对应的负载引入车身中。然而，除了已知的解决方案外，在与中柱碰撞情况的特别情况下也可以改善地带走负载。这在以下进行更详细地解释。

一旦中央的力作用通过支柱撞击在该横梁上，这就导致对应的负载不再能够被直接引入该负载支撑件中，而是仍然仅经由横梁间接地引入该负载支撑件中。在这种碰撞情况开始时，通过车辆的进一步移动以及呈中柱形式的对象的对应地侵入，该横梁与行进方向相反地发生变形。因此形成弯曲线，并且因此类似地也可以设计为冲击支撑件的横梁与行进方向相反地变形回去。换言之，可以说该横梁从外向内发生倾斜。此外这导致在中柱撞击的情况下，这些变形模块此时不再实施任何线性变形，而是执行倾斜运动。通过呈对象形式的中柱的中央作用以及通过以此方式形成向内弯曲的弯曲线来产生所述倾斜运动。换言之，这些变形箱现在从外向内溃陷，并且因此所述倾斜运动随后也可以传递到这些负载支撑件。然后，这些负载支撑件也可以沿着所述倾斜运动向内屈曲并且因此可以确保额外的变形，而不必允许对象侵入车辆内部的乘客。

如从以上解释中变得清楚的，现在可以确保将负载有利地带走，即使在与中柱的碰撞情况的特别情况中。由于以下事实，与已知的解决方案相反，在负载于横梁上的中央作用的情况下，不发生线性变形、而是实施向内屈曲，显著减小了在这些单独部件之间(即，尤其在该横梁与这些变形模块之间、还有以及在这些变形模块与相关联的负载支撑件之间)的连接部分上的拉伸负载。在与中柱的碰撞情况的特别情况中，拉伸应力的减小导致对应的力传递连接能够被设计得更简单、更轻型并且因此也更成本有效。例如，更轻型的焊缝可以或能够省略各个部件上的对应的稳定板材或稳定元件。

根据本发明，针对碰撞情况(甚至在中柱的特别情况下)，可以通过负载引入系统来提供相同的或者甚至改善的稳定性。这与降低这种负载引入系统成本、重量、生产费用相关联。当然，由于重量的减小，次要受益的是车辆中通常重要的燃料消耗或在电力驱动情况下的行程。

可以有利的是，在根据本发明的负载引入系统的情况下，该横梁以力传递方式经由旋转轴连接至这两个变形模块。在本发明的上下文中，旋转轴可以被理解为一个部分，该部分借助于其结构构型允许所连接的部件相对于相对的连接部件进行旋转。因此，这种情况包括在该横梁与相应的变形模块之间的连接。在负载作用下，呈旋转轴形式的力传递连接允许横梁相对于相应的变形模块的旋转运动。这可以例如通过对应的铰接元件形成。然而，优选地是该力传递连接被简单且成本有效地配置，例如呈对应的焊缝的形式。在此，对应的焊缝可以优选地沿着所述旋转轴安排，以便确保或支撑所述旋转运动。如已经在上述1中更详细地解释的，在本实施例的上下文中的旋转轴支持这种屈曲。因此，借助于旋转轴的这种屈曲甚至进一步提高，并且由此可以甚至更可靠地或以增强的效果获得根据本发明的优点。

另外有利的是，在根据本发明的负载引入系统的情况下，该旋转轴相对于车辆的行进方向被安排在相应的变形模块的外侧上。在相应的变形模块外侧上的安排导致不希望的拉伸应力甚至进一步减小。事实上，该旋转轴可以说将整个变形模块从外侧沿内侧方向拉动，并且因此在变形模块内侧上的拉伸应力优选地在该横梁与相应的变形模块之间的其他连接点可以被减小。由此，可以进一步改善负载引入系统的整个系统的稳定性而无需增加重量。

另外有利的是，在根据本发明的负载引入系统的情况下，这两个变形模块具有第一变形部分，该第一变形部分在该横梁的附近并且比离该横梁更远的至少一个第二变形部分的机械稳定性更小。因此，该第一变形部分相对于该横梁被安排为比该第二变形部分离该横梁更近。因此，与该第二变形部的情况相比，该第一变形部分由于较低的机械稳定性在更小的负载下或在碰撞情况下较早地屈曲。为了更详细地对此进行解释，再次提到了与中柱的碰撞情况。一旦以对象形式的中柱发生撞击就会导致横梁扭曲，并且优选地发生该横梁相对于变形模块围绕所述的旋转轴的旋转运动，则各个变形模块也发生变形。如也可以参考第一变形部分和第二变形部分，这种变形现在由预定的变形部分以有针对性的方式支撑。因此，在变形开始时，相应的第一变形部分首先变形，并且由此支持进一步旋转或进一步向内屈曲。第二变形部分的后续变形进一步支持所述向内屈曲效应，这种后续变形在第一变形部分完成变形后以完全完成的形式发生，然而也与第一变形部分一起转变。

有利的是，在根据本发明的负载引入系统的情况下，这两个变形模块的两个变形部分相对于行进方向被安排在内侧上。这是特别简单且成本有效的结构实施方式可能性，以便作为一种创造性的概念进一步改善或构造性地支持向内屈曲。

另外有利的是，在根据本发明的负载引入系统的情况下，这两个变形模块以镜像反转的方式被设计和安排。这首先涉及对应的变形模块的几何安排和设计，然而尤其也涉及相应的旋转轴的类型和设计，或者涉及相应的变形部分的类型和设计。由此，尤其提出一种对称屈曲行为，并且因此尤其在与中柱的碰撞情况下，不希望的旋转运动或不希望的引入扭矩被避免或可以减小至最小值。

另外有利的是，在根据本发明的负载引入系统的情况下，该横梁在与该行进方向相反的负载作用下具有无扭曲或基本上无扭曲的弯曲线。该弯曲线可以理解为相应部件的交互纤维(neutrale Faser)。因此，该弯曲线将内部拉伸应力区域与内部压缩应力区域彼此分隔开。换言之，该弯曲线表示该横梁的偏转的理想化形式。在支柱的中央撞击下，如果该横梁的结构实施方式导致弯曲线的扭曲，则仍然仅可以以相对较小的部分提供根据本发明的效果。换言之，无扭曲或基本上无扭曲的弯曲线类似地导致改善或支撑该负载引入系统的总体系统的所希望的向内屈曲。

另外的优点可以是，在根据本发明的负载引入系统的情况下，这两个负载支撑件相对于行进方向在相应的负载支撑件的内侧上具有屈曲区域。额外地，也在此支持进一步向内的屈曲。在碰撞情况的最终阶段中或在较高的负载输入时，不仅该横梁和这些变形模块变形，而且此外以变形方式对这些负载支撑件的作用也是有效的。借助于这些屈曲区域，这些屈曲区域类似地配备有减小的机械稳定性以用于在周围形成两个负载支撑件，相应的负载支撑件现在也可以在舱壁分区的方向上向内弯曲。因此，整个屈曲系统不仅导致变形模块和横梁、而且这两个负载支撑件也以根据本发明的方式提供或协助这种屈曲功能。

同样有利的是，在根据本发明的负载引入系统的情况下，这两个负载支撑件以镜像反转的方式来设计和安排。如关于这些变形模块已经解释的，这种镜像反转的安排和设计是相对于几何构造以及相对于机械稳定性来理解。在两种情况下，这种对称设计导致与对称变形并且与在负载引入系统的区域内的对称的负载分布相关联的对称屈曲。

在根据本发明的负载引入系统的情况下，另外有利的是，这些负载支撑件的屈曲区域被安排在车辆的舱壁分区的前方。该舱壁分区通常是将车辆的前部区域与车辆内部隔开的车辆区域。借助于已经在所述舱壁分区的前部发生屈曲来确保避免或可以通过先前的屈曲减小部件的侵入或引入对应的负载。

附图说明

本发明另外的优点、特征和细节将从以下说明中体现，其中参见附图对本发明的示例性实施例进行详细说明。在权利要求书和说明书中提到的特征在各自情况下自身单独地或以任何组合对本发明来说可能是必不可少的。示意性地在以下附图中：

图1示出了在中心对象撞击之前根据本发明的负载引入系统的实施例，

图2示出了在对象撞击过程中图1的实施例，

图3示出了在进一步变形阶段的图1至图2的实施例，

图4示出了在进一步变形阶段的图1至图3的实施例，并且

图5示出了在进一步变形阶段的图1至图4的实施例。

具体实施方式

图1至图5示出了根据本发明的负载引入系统10。在此，这个负载引入系统10被展示为与中心对象200(该中心对象也可以被理解为意味着中柱)处于碰撞情况。这种变形的各个阶段示出了如何在不同强度的负载作用下实施变形。分别根据冲击速度和待引入的负载的对应大小，这种变形将仅通过下面解释的一些变形步骤、或者将在较高负载输入的情况下实施所有变形。在所有变形情况下，即，在根据图1至图2或图1至图3的轻微变形情况下，而且也在图1至图5的严重变形情况下，在所有情况下可以容易地看到负载引入系统10向内屈曲的根据本发明的优点。

图1示出了如何将负载引入系统10在车辆的前部区域110中安排在车辆100上。因此，两个负载支撑件20和30可以被连接至车辆100的车身或者已经可以形成车辆100的所述车身的部分。相对于行进方向FR，在此可以看出左侧负载支撑件20和右侧负载支撑件30。类似地，在车辆100的前部区域110中，在此可以看到左侧变形模块40和右侧变形模块50。相对于行进方向FR，在此已经可以通过这两个变形模块40和50的内侧44和54看到内部区域。因此，这两个变形模块40和50也具有相关联的外侧42和52。在这些变形模块40和50之间，力传递连接与行进方向FR相反地向后提供至相应的负载支撑件20和30，例如连接这两个变形模块40和50的横梁60。

如图2已经示出的，只要中心对象200接着撞击在横梁60上，该横梁将开始与行进方向FR相反地变形。在这个变形期间，横梁60与两个变形模块40和50之间的力传递连接随后在所有情况下作为旋转轴70起作用。在此，所述旋转轴70例如可以被设计为垂直于图2中的附图平面定向的焊缝。所述旋转轴减小了在相应的变形模块40和50与横梁60之间的进一步连接元件上的拉伸应力或拉伸负载。在进一步屈曲时，参照图2中的虚线弯曲线62现在不仅可以看到旋转轴70如何施展其作用，而且此外可以看到这两个变形模块40和50的第一变形部分46和56如何实施第一变形。图3中展示了这个第一变形的结果。在此，这两个变形模块40和50的两个第一变形部分46和56变形。同样也适用于横梁60，该横梁同样地反向于行进方向FR到达其弯曲线62。如果碰撞情况是具有较小或较低负载输入的相对轻微的事故，则此时根据图3，负载输入可能已经结束。

然而，如果该碰撞情况涉及更严重的事故或较高的负载作用，则将进一步进行这种变形以便消耗碰撞能量。这在图4中展示。进一步的负载输入首先导致横梁60相对于这两个变形模块40和50甚至进一步围绕相应的旋转轴70旋转。由于此时，两个第一变形部分46和56已经完全或基本上完全变形，所以另外两个第二变形部分48和58随后额外地变形，所述变形部分具有比两个第一变形部分46和56更高的机械稳定性。应该指出的是，第一变形部分和第二变形部分46、48、56和58不仅能够在时间上以从属方式(即，顺序地)变形，而且根据其实施例也可以具有其中两个变形部分46和48或56和58一起经受变形的转变。如在图4中可见，这两个变形模块40和50的两个变形区域46、48、56和58被安排在两个变形模块40和50的内侧44和54上。与图3或图2相比，由此甚至进一步增强了旋转运动，其中，该横梁现在不再仅相对于相应的变形模块40和50围绕旋转轴70实施旋转，而是此外由于各个变形区域46、48、56和58的变形，该横梁相对于两个负载支撑件20和30发生旋转。依赖于事故情况的严重性，在此这种变形然后也可以结束并且可以不再发生进一步变形。在由于车辆100的高速度或高负载输入而进一步输入负载时，变形继续进行，如图5现在将更详细地说明的。一旦在横梁60和变形模块40和50的区域中的变形已经结束或部分地也在时间上重叠，则负载支撑件20和30然后也可以变形。在此，为了甚至进一步改善或支持向内的屈曲作用并且在碰撞情况下在变形阶段的最后部分也提供相同内容，这两个负载支撑件20和30在此在其各自的内侧24和34上设置有对应的屈曲区域22和32。屈曲区域然后类似地允许以通过减小的机械稳定性的特定方式在舱壁分区120的方向上希望地向内屈曲。所述两个屈曲区域22和32也支持向内的屈曲功能的整体效果。如从图1至图5的全部视图中可见，现在可以肯定地确保非常不同的事故情况，特别是具有不同大小的负载输入，即通过避免各个部件之间或各个部件中较高的拉伸应力，不会发生所述各个部件穿过舱壁分区120侵入车辆100的内部。由此，可以通过降低构造费用、通过降低生产费用、并且尤其通过降低各个非强制性连接的机械稳定性、还有以及通过减小重量，所希望的事故安全性是可能的。

这些实施例的以上解释仅仅在实例的范围内描述本发明。当然，这些实施例的单独的特征在技术上有意义的程度上可以彼此自由组合而不脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种用于与车辆(100)的行进方向(FR)相反地引入负载的车辆(100)负载引入系统(10)，该负载引入系统在该车辆(100)的左侧上具有左侧负载支撑件(20)并且在该车辆(100)的右侧上具有右侧负载支撑件(30)，其中该左侧负载支撑件(20)以力传递方式连接至该车辆(100)的前部部分(110)的左侧上的左侧变形模块(40)，并且该右侧负载支撑件(30)以力传递方式连接至该前部部分(110)的右侧上的右侧变形模块(50)；另外，一个横梁(60)以力传递方式连接至这两个变形模块(40，50)，其中该横梁相对于该车辆(100)的行进方向(FR)横向地延伸。

2.如权利要求1所述的负载引入系统(10)，其特征在于，该横梁(60)以力传递方式经由旋转轴(70)连接至这两个变形模块(40，50)。

3.如权利要求2所述的负载引入系统(10)，其特征在于，该旋转轴(70)相对于该车辆的行进方向(FR)被安排在相应的变形模块(40，50)的外侧(42，52)上。

4.如以上权利要求之一所述的负载引入系统(10)，其特征在于，这两个变形模块(40，50)具有第一变形部分(46，56)，该第一变形部分在该横梁的附近并且比离该横梁更远的至少一个第二变形部分(48，58)的机械稳定性更小。

5.如权利要求4所述的负载引入系统(10)，其特征在于，这两个变形模块(40，50)的变形部分(46，48，56，58)相对于该行进方向(FR)被安排在内侧(44，54)上。

6.如权利要求1至3之一所述的负载引入系统(10)，其特征在于，这两个变形模块(40，50)以镜像反转的方式被设计和安排。

7.如权利要求1至3之一所述的负载引入系统(10)，其特征在于，该横梁(60)在与该行进方向(FR)相反的负载作用下具有无扭曲或基本上无扭曲的弯曲线(62)。

8.如权利要求1至3之一所述的负载引入系统(10)，其特征在于，这两个负载支撑件(20，30)相对于行进方向(FR)在相应的负载支撑件(20，30)的内侧(24，34)上具有屈曲区域(22，32)。

9.如权利要求8所述的负载引入系统(10)，其特征在于，这两个负载支撑件(20，30)以镜像反转的方式被设计和安排。

10.如权利要求8所述的负载引入系统(10)，其特征在于，这些负载支撑件(20，30)的屈曲区域(22，32)被安排在该车辆(100)的舱壁分区(120)的前方。