CN108688725B - 在低覆盖的正面碰撞的情况下的车辆底板的加强件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在低覆盖的正面碰撞的情况下改善乘客的安全性的车辆底板的加强装置。该装置包括横向加强梁(3)、管状结构(11)以及支撑电动车辆的电池的框架(12)，其中所述横向加强梁的每个端部(3a)具有适于与前车轮配合的型面，所述管状结构用于使加强梁更抗弯曲。该装置尤其满足对着低覆盖的刚性止动器的冲击测试的要求。

Description

在低覆盖的正面碰撞的情况下的车辆底板的加强件
技术领域
本发明涉及机动车辆领域，更具体地，涉及在碰撞情况下吸收冲击能量的机动车辆的结构。
背景技术
为了获得认证，机动车辆制造商必须提交车辆的测试。实际上，机动车辆必须符合与乘客的安全性有关的规定的一些技术要求。如图1所示，在这些测试中考虑的是，对着低覆盖(recouvrement)(相当于车辆宽度的20％)的障碍物进行的新的正面碰撞测试。
在机动车辆与相对于车辆宽度而言具有较小宽度的刚性障碍物发生撞击之后，车轮在车辆减速的作用下开始向后方移动。车轮在经受碰撞的一侧上的侵入导致车辆的驾驶舱和乘客厢在传递到它们的冲击能量的作用下形变。
专利文献DE 10 2012 007 889 A1公开了一种安装在保险杠横梁和前车轮之间的装置。该装置由于滑轮式的换向装置而联接到车轮的悬架臂。该装置还包括作用于换向装置的驱动元件。在冲击中，换向装置被驱动，并对其中一个悬挂臂施加向前的拉力，从而驱动车轮围绕竖直轴线进行旋转运动。
该装置是有利的，但有一定的局限，特别是其包括可能很复杂的机械系统且可能出现故障。该装置还需要与悬架臂相互作用，这不一定满足要求。另外，驱动元件的安置需要一定的体积，而这不一定能够实现。
专利文献DE 10 2011 102 758 A1公开了在车辆的前表面存在的两个侧向结构，这两个侧向结构布置在前车轮通道的前方并且直接固定到保险杠横梁。这些结构能够经受低覆盖的冲击力。然而，由于这些结构受到弯曲力，其效果受限。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷中的至少一个。更具体地，本发明的目的是通过有效且经济的手段来在低覆盖的正面碰撞时提高安全性。
根据本发明的有利方式，机动车辆包括底板结构和两个前车轮的车轴，其特征在于，所述机动车辆还包括加强梁，所述加强梁在所述车轴的后方、底板结构的下方横向延伸，从而在前车轮一侧的部分侧向覆盖的正面碰撞的情况下限制前车轮中的一个向后方移动。
有利地，加强梁在垂直于车辆的纵向轴线的主方向上延伸。
根据本发明的有利方式，所述加强梁在大于底板结构的宽度的80％上延伸。
根据本发明的有利方式，所述加强梁包括分别设置在两个前车轮后方的相对的两个端部，并且每个端部包括凸起型面，所述凸起型面适于在所述前车轮向后方移动时与相应的车轮配合。凸起型面被认为是在水平平面上。
根据本发明的有利方式，所述加强梁的每个端部的凸起型面为U形形状且具有指向相应车轮的开口。
有利地，加强梁的凸起型面通过对所述梁进行尤其是热弯曲的弯曲来制成。
根据本发明的有利方式，所述加强梁由金属型材构成，且优选地具有闭合截面。对应于管的截面可以是圆形或矩形。有利地，管的壁的厚度大于2mm和/或小于4mm。有利地，在圆形管或正方形管的情况下，管的直径或边长大于40mm和/或小于60mm。相同型材的圆形截面相对于矩形截面允许减小金属型材的尺寸。在具有圆形截面的型材的情况下，为了确保金属型材与底板结构的良好固定，平坦部有利地沿着金属型材和底板结构之间的接触表面形成。该平坦部也可以沿着金属型材的相反表面形成，从而有助于固定贯穿螺钉。
根据本发明的有利方式，所述底板结构包括分别沿所述底板的两个侧边缘的两个车身下主梁以及在所述车身下主梁之间、底板下方的两个纵梁，加强梁被直接固定到每个所述车身下主梁和每个纵梁上。两个纵梁位于总称为车架的前纵梁和后纵梁的延长线上。
根据本发明的有利方式，所述底板结构包括中央通道和在所述通道两侧的两个内纵型材，所述加强梁直接固定到每个所述型材。内纵型材邻近于中央通道。
有利地，固定通过穿过加强梁并且接合在车身下主梁和/或内纵型材和纵梁中的螺钉来确保。
根据本发明的有利方式，所述车辆还包括管状结构，所述管状结构被设置为在底板结构的下方、直接位于加强梁的后方处并且被构造成使所述梁更抗弯曲。
根据本发明的有利方式，所述管状结构包括至少两个管部分，所述至少两个管部分分别从所述梁的被布置在两个前车轮后方的相对的两个端部开始向后并倾斜地延伸直到基本横向延伸的管部分。每个管的截面可以是圆形或矩形。有利地，一个或多个管的壁的厚度大于1mm和/或小于4mm。有利地，在圆形管或正方形管的情况下，一个或多个管的直径或边长大于25mm和/或小于45mm。
根据本发明的有利方式，所述管状结构在底板下方与支撑电池的框架相邻并且位于所述框架的前方。
本发明的措施的有利之处在于，该装置尤其因为加强梁的横向几何形状和更抗弯曲的相邻的管状结构而允许在底板和碰撞的相反侧上分配应力。该加强梁的端部的尤其是U形的、由管状结构的倾斜的管部分加强的凸起型面允许限制车轮的侵入和旋转。由于该设计，本发明还将质量的增加限制在4kg的数量级。此外，该装置可以安装在已经存在的更新车辆上，并且根据商用型号可变化，因为该装置固定在底板的标准特征点上。因此，在低覆盖的正面碰撞的情况下的性能得到改善。
附图说明
借助说明书和附图中将更好地理解本发明的其它特征和优点，其中：
-图1是面向覆盖车辆宽度的20％的障碍物的车辆的俯视图；
-图2示出了根据本发明的配备有横向加强梁的车辆底板；
-图3示出了根据本发明的加强梁的两种固定方式；
-图4示出了配备有如图2所示的横向加强梁、管状结构和可选的电池保护框架的车辆底板。
具体实施方式
图1已经在上文中进行过描述。
图2示出了本发明的第一实施例，其中具有两个前车轮的车轴2的车辆底板1配备有该装置。该装置包括在底板下方横向延伸、沿底板两侧的车身下主梁4之间的加强梁3。因此，梁在大于底板宽度的80％上延伸。在本发明的优选实施例中，梁固定在这些车身下主梁4上，并且固定在位于这些车身下主梁4之间的两个纵梁5上。梁还固定到内纵型材6上，该内纵型材在底板的中央通道7的两侧延伸。
机动车辆的加强梁3可以由金属型材或钢管构成。对应于管的截面可以是圆形或矩形。有利地，管的壁的厚度大于2mm和/或小于4mm。有利地，在圆形管或正方形管的情况下，管的直径或边长大于40mm和/或小于60mm。
梁的每个端部3a布置在前车轮后方，并且包括有利地呈U形形状的凸起型面，其中的开口指向相应的车轮。每个端部3a的外侧部分可以位于相应的车身下主梁4的下方和/或沿相同的纵向方向设置。有利地，加强梁的凸起型面通过对所述梁进行尤其是热弯曲的弯曲来制成。
加强梁关于车辆的主纵向轴线8对称。有利地，端部3a的宽度大于150mm和/或小于350mm。有利地，端部3a的深度大于75mm和/或小于350mm。有利地，在加强梁3具有圆形截面的情况下具有至少为1.22×105mm4的二次矩或惯性模量，并且在具有方形截面的情况下具有至少为2.08×105mm4的二次矩或惯性模量。
图2还示出了在车轮在其一侧发生低覆盖的正面碰撞之后后退的情况下前车轮与加强梁的凸起型面配合的方式。
图3示出了根据加强梁是由圆形管制成还是由正方形管制成的两种固定方式。为了允许借助贯穿螺钉10进行固定，在圆形管的情况下(图3的左侧图示)，平坦部9可以在两个相对的螺纹面处形成。固定螺钉可以直接安装在梁上。以替代或补充的方式，加强梁可以设置有附加的固定爪齿(未示出)。
图4示出了本发明的第二实施例，其基本上对应于图2的第一实施例。此外，管状结构11布置在底板结构下方、直接位于横向加强梁3的后方处。在本发明的优选实施例中，该结构包括设置在横向加强梁3和管状结构的横向部分11c之间的两个加强区域11a,11b。这些加强区域邻近于横向加强梁3的U形型面的端部3a，从而在相应的前车轮侵入时构成其支承。因此，每个所述加强区域包括两个倾斜梁，其中一个倾斜梁11a从底板的车身下主梁4朝向管状结构的横向部分11c延伸，另一个倾斜梁11b从加强梁3的中心区域3b朝向管状结构的同一横向部分11c延伸以与第一侧倾斜梁11a接合。
管状结构11关于车辆的主纵向轴线8对称地制成，并且可选地通过焊接固定到横向加强梁3。结构11的每个管的截面可以是圆形或矩形。有利地，一个或多个管的壁的厚度大于1mm和/或小于4mm。有利地，在圆形管或正方形管的情况下，一个或多个管的直径或边长大于25mm和/或小于45mm。
图4还示出了支撑电池的框架12，尤其是牵引框架，其可选地设置在管状结构11的后面。在本发明的优选实施例中，框架具有矩形形状，其中一个长边13与管状结构的横向部分11c相邻。此外，框架关于底板的主纵向轴线8对称，并且被细分成三个矩形，使得中心矩形14围绕配备有这种装置的电动车辆的电池。

Claims (8)

1.一种包括底板结构和两个前车轮的车轴(2)的机动车辆，其特征在于，所述机动车辆还包括加强梁(3)，所述加强梁在车轴(2)的后方、底板结构的下方横向延伸，从而在前车轮一侧的部分侧向覆盖的正面碰撞的情况下限制前车轮中的一个向后方移动，
并且，所述加强梁(3)包括分别设置在两个前车轮后方的相对的两个端部(3a)，并且每个端部包括凸起型面，所述凸起型面适于在所述前车轮向后方移动时与相应的车轮配合，所述加强梁(3)的每个端部(3a)的凸起型面为U形形状且具有指向相应车轮的开口。
2.根据权利要求1所述的机动车辆，其特征在于，所述加强梁(3)在大于底板结构的宽度的80％上延伸。
3.根据权利要求1所述的机动车辆，其特征在于，所述加强梁(3)由金属型材构成，且具有闭合截面。
4.根据权利要求1所述的机动车辆，其特征在于，所述底板结构包括分别沿所述底板的两个侧边缘的两个车身下主梁(4)以及在所述车身下主梁之间、底板下方的两个纵梁(5)，加强梁被直接固定到每个所述车身下主梁和每个纵梁上。
5.根据权利要求1所述的机动车辆，其特征在于，所述底板结构包括中央通道(7)和在所述通道两侧的两个内纵型材(6)，所述加强梁(3)直接固定到每个所述型材(6)。
6.根据权利要求1所述的机动车辆，其特征在于，所述车辆还包括管状结构(11)，所述管状结构被设置为在底板结构的下方、直接位于加强梁(3)的后方处并且被构造成使所述梁更抗弯曲。
7.根据权利要求6所述的机动车辆，其特征在于，所述管状结构包括至少两个管部分(11a)，所述至少两个管部分分别从所述梁的被布置在两个前车轮后方的相对的两个端部(3a)开始向后并倾斜地延伸直到基本横向延伸的管部分(11c)。
8.根据权利要求6和7中任一项所述的机动车辆，其特征在于，所述管状结构(11)在底板下方与支撑电池的框架(12)相邻并且位于所述框架的前方。
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