CN1268930A - 汽车的自承式车身 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有空心异形承重件的汽车的自承式车身,这些空心异形承重件用板材冲压件借助于至少一种连接技术组成。通过各种不同措施的组合达到了一个特别抗扭的结构。根据本发明,首先在汽车纵向内前后布置至少两个U形框架(11、12)。这个U形框架(11、12)的底段与车身(1)的底部对应并按一个有利的方案构成底部的整体组成部分。U形框架(11、12)的颚板段从底部开始伸入大致垂直的侧壁柱(6～9)中并一直伸到和/或伸入汽车的车顶区。此外,U形框架(11、12)至少在颚板段的自由端的范围内直接相互连接或借助一个平面的侧壁件(15)进行连接,该侧壁件借助于一种连接技术至少安装在U形框架(11、12)的部分范围。

Description

汽车的自承式车身

本发明涉及权利要求1前序部分所述的汽车用一的种自承式车身。

这种车身已在德国专利DE44 45 327-C1(B62D 25/08)中公布，并通过汽车尾部的板材冲压成型件的特殊的造型把顶部过渡范围内的板材成型件组成一个空心异形框架而达到了很高的抗扭强度。

本发明的目的在于，在现有技术的基础上进一步改进汽车的抗扭强度和/或抗扭固有频率。

这个目的是通过具有权利要求1各种特征的一种自承式车身来实现的。各项从属权利要求涉及本发明的一些特别有利的改进。

根据本发明，用两个U形框架前后布置在汽车纵向内。这两个U形框架的底段与车身的顶部对应，或象上述专利那样与车身的底部对应，但与上述专利不同的是，颚板段从底部伸入垂直柱(特别是所谓的C形柱和/或D形柱)中并至少伸到顶部，或在预部布置U形框架底段的情况下一直伸入底部。亦即用这种解决方案使选择的车身横截面本身的主要部分得到了加固，而不象上述专利那样只是面对底部的部分范围获得加固。这种措施在使用相当少的材料的情况下显著提高了抗扭强度，因为在被所谓的加固环或加固框包住的柱总是构成具有高的承载能力的异形承重件。只有从柱到车轮罩板的过渡区内才补充作为附加件构成的板材冲压件。这样，就可从车顶线到底部建立一个力流。但通过已经显著提高刚度的U形框架的相互连接还附加地达到了特别好的加固效果，所以也限制了框架的相互扭转。至少两块U形框架的连接可通过颚板段的直接连接或用一种连接技术把一个平面的侧壁件装到U形框架上。这种侧壁件例如是一种总是在汽车制造中已经使用的座舱玻璃用粘接方式固定到车身上，这种玻璃有助于限制U形框架的相对扭转。

本发明的一个主要优点在于，与传统的车身比较，附加设置的板材冲压件不损害舒适性(例如装载宽度、乘客需要的宽敞性等等)。亦即在用常规饰面元件的情况下可采取所有这些措施，所以对乘客来说，这些加固措施是从外部察觉不到的，因而对视觉没有任何影响。

此外，本发明除了进一步改进车身的刚度外，还有利于改善车身的扭转固有频率。

还要强调一点：特别是在用所谓特别毛坯技术和在用内高压成型件的情况下与传统的车身比较不需要明显增加重量就可达到改进刚度的目的。

附图表示本发明的几个优选实施例。

附图表示：

图1本发明的第一实施例；

图2本发明的第二实施例；

图3图2一段的另一个透视图；

图4本发明的第三实施例；

图5为本发明特别设置的一种侧壁内部件；

图6图2所示实施例的一种改型。

在全部图中，相同的构件或其一部分用相同的参考号表示。

从图1可看出一个用1表示的自承式车身、它的空心异形承重件例如纵梁2和3、A形柱4和5、B形柱6和7、C形柱8和9或在必要时也用所谓特制毛坯技术和/或拼接技术用板材冲压件组成的一根车顶横梁10。上述空心异形承重件在这里只是作为例子述及，属于自承式车身当然还有别的承重件，为清晰起见，图中未进一步示出这些另外的承重件，因而也不在此赘述。空心异形承重件构成自承式车身时用分组装配件构成，这些分组装配件用单个板材冲压件借助各种各样的连接技术连接而成。例如可用点焊、采用所谓的紧嵌技术、激光焊接、粘接和混合连接，后者是指在进行同一种装配时采用各种连接技术。图1所示的车身1通过下面详述的各种措施具有特别好的抗扭性能。首先在汽车纵向内前后布置至少两个U形框架11和12。底段11a、12a对应车身1的、图中未编号的底部。颚板段11b、11c或12b、12c从车身1的底部开始伸入C形柱8、9中并一直伸到图中未示出的车顶上。在图1所示实施例中，颚板段11b、11c或12b、12c的自由端直接相互连接。亦即在侧视图中，颚板段11b和12b或11c和12c张紧一个稳定的三角形。颚板段11b和12b或11c和12c上端的连接在车顶横梁10的范围内进行，亦即通过这里只是示意示出的节点13、14来进行。根据本发明的一个特别有利的解决办法，车顶横梁10嵌入由两个U形框架11、12构成的支承结构中，这样就构成了一个完全闭合的异形件。所以，可以说车顶梁10也起箍筋的作用并把U形框架11、12扩展成O形框架。

在图2所述实施例中，两个U形框架11、12的连接是通过一个平面侧壁件来完成的。在所谓的客货两用车中，这种侧壁件最好是一块粘入车身的窗玻璃15。窗玻璃的粘贴在现有技术中已经十分熟悉，故在此不赘。通过嵌入U形框架结构这个措施大大限制了U形框架11、12的相互可扭转性，所以，总的来说，车身本身变得十分抗扭。

本发明的一个重要组成部分是，属于U形框架的异形分段至少逐段地也由侧壁件构成。外壳和/或内壳所需的钢板层可完全有效地一起嵌入承重结构中。在这方面，串接的U形框架可用到不同的车型上也是重要的。图1所示的结构适用于所谓的小型汽车。U形框架是这样相互连接的，即在侧视图中构成一个反向的V字形。在客货两用车中，U形框架结构最好这样布置，即在侧视图中的自由颚板段大致相互平行延伸。由于相互连接颚板段的侧壁件从车顶部一直延伸到车腰围，对这种结构的抗扭刚度起决定性的作用。这里所谓腰围基本上可理解成车窗下缘的走向。

特别是车身1的中部，按连续梁的方式构成U形框架是重要的。从图3可以看出，这种连续梁可通过有意装配附加的板材冲压件来实现。所以例如在汽车的一根后横梁16(它是U形框架11的整体组成部分)和车轮罩板17之间设置一个异形角杆18作为附加的板材冲压件，并最好通过一个车轮罩板拱形件19把它直接嵌入C形柱8、9(见图1)或B形柱6、7(见图2)中。在巧妙布置这种附加板材成型件18、19的情况下，一点也不损害车身内的舒适程度，因为在图示区段通常在饰面构件的下方一般都有空区。根据汽车设计方案，B形柱6、7或C形柱8、9本身可附加地通过焊入或粘入异形件或加厚钢板来加固，以便保证例如朝在车轮罩板19方向去的良好的力线。

在车身内部安装的附加板材冲压件例如也可按装载边缘板的方式构成，如图1底部12a所示。当然，象图4所示方式把附加的板材成型件20、21安装在尾部挡板22上也可达到相同的效果。这种方式产生的向外凸起可通过减震器有效挡住视觉。附加的板材冲压件20、21也可用特别有利的方式固定在图中未示出的减震器上。附加的板材冲压件20、21接入尾部照明区23、24，它们在这里作为小的异形件同样是U形框架12的整体组成部分，所以不存在明显的薄弱部位。特别是在车身结构的车顶侧带闭合U形型材的情况下，在个别情况中可采用不连续的中断的框架结构。所以在附加板材冲压件20、21之间可设置一个中断处，由这个中断处带来的减轻重量的优点在个别车型中要比中断处连接起来所获得的刚度增加的优点大得多。由于中断处引起的刚度减小必要时例如可通过局部的材料加强(在中断部位用高强度材料、较厚的钢板或类似办法)来补偿。

还需强调的是，由于采用附加板材冲压件所引起的材料的附加费用可通过刚度不甚重要的车身区采用板材成型技术至少部分地获得补偿。在这方面，通过在侧壁内部件范围内采用特制毛坯技术和/或拼接技术可获得特别好的效果。图5表示一个侧壁内部件25，在这里大致按特制毛坯技术构成一块三跨板。板跨25.1和25.2例如具有1.2～2.0毫米的板厚。与之比较，中间的薄板跨25.3则只有0.75～1.00毫米厚。此外，较厚的板跨25.1和25.2也可用不同的即满足相应刚度要求的板厚，这也是重要的。图5还清楚表明，通过侧壁内部件25作为整体组成部分嵌入U形框架11、12中正好对大面积板材冲压件来说，不需要附加的重量。

图6表示一根最好按车顶构架结构做成的车顶横梁10a，该横梁与C形柱8、9一起构成一个头部挑出的U形框架11’。也可补充地或另外地用A形柱4和5、B形柱6和7以及用客货两用车的典型的B形柱26和27来产生一个与此相当的结构。这种U形框架可通过连接到底板横梁而扩展成O形框架。在这种情况中，本发明U形框架的相互连接例如可通过门槛28来实现。

本发明的一个显著的优点还在于，不必非用纯粹的钢结构不可。U形框架的个别区段也可用轻型结构材料例如铝合金和镁合金构成。同样可设想采用节点元件，这种节点元件用铸造技术或内高压成型制成。

Claims (22)

1.带有空心异形承重件(2～10)的一种汽车的自承式车身(1)，这些空心异形承重件用板材冲压件借助于至少一种连接技术组成，其特征为：

-在汽车纵向内前后至少布置了两个U形框架(11、12)；

-U形框架(11、12)的底段(11a、12a)对应车身(1)的底部或顶部；

-U形框架(11、12)的颚板段(11b、11c或12b、12c)从底部或顶部开始伸入大致垂直的侧壁柱(6～9)一直伸到和/或伸入顶部或底部；

-U形框架(11、12)至少在上述颚板段的自由端的范围内直接相互连接或借助于一个平面的侧壁件或侧向异形件(15或28)实现连接，该平面侧壁件或侧向异形件借助一种连接技术至少分段装在U形框架(11、12)上或起支座的作用。

2.按权利要求1的自承式车身、其特征为，在车顶范围内，U形框架(11、12)的板材冲压件以这样的方式相互连接，即在汽车的侧视图中构成一个反向的V字形。

3.按权利要求2的自承式车身，其特征为，颚板段(11b、11c或12b、12c)的至少一部分范围整体嵌入一根垂直柱(4～9)的至少一个侧壁中。

4.按权利要求1的自承式车身，其特征为，在U形框架(11、12)的侧视图中采用大致平行的布置。

5.按权利要求4的自承式车身，其特征为，平面侧壁件(15)从汽车的腰围垂直延伸到或伸入车顶范围。

6.按权利要求4或5的自承式车身，其特征为，该侧壁件是一块窗玻璃(15)。

7.按权利要求6的自承式车身，其特征为，窗玻璃(15)至少粘接在颚板段(11b、11c或12b、12c)的至少部分范围上。

8.按权利要求1～7至少一项的自承式车身，其特征为，至少一个U形框架(11、12)按连续梁的方式构成。

9.按权利要求1～7至少一项的自承式车身，其特征为，至少一个U形框架(11、12)在底段(11a、12a)的范围内有一个中断处，其长度小于底段中线的长度的一半。

10.按权利要求8的自承式车身，其特征为，

-底段(11a)由一根汽车横梁(16)构成；

-颚板段

 ＝在腰围下方的一个区域内通过一个装配的板材冲压件来产生，该冲压件开始从汽车横梁(16)遮盖车轮罩板(17)并伸入一根侧壁柱(6～9)中，

 ＝在腰围上方的一个区域内通过侧壁柱(6～9)本身和/或嵌入其中的异形件来构成。

11.按权利要求8或9的自承式车身，其特征为，底段和/或颚板段至少部分地通过附加板材冲压件(18-21)来构成，这些附加板材冲压件与车身侧壁件一起构成空心异形支承件。

12.按权利要求11的自承式车身，其特征为，这些附加的板材冲压件与一块尾部挡板(22)一起构成空心异形梁。

13.按权利要求12的自承式车身，其特征为，至少一个附加的板材冲压件最好按装在边缘板的方式装入车身内部。

14.按权利要求12的自承式车身，其特征为，至少一个附加的板材冲压件从外部装到车尾挡板(22)上。

15.按权利要求14的自承式车身，其特征为，附加的板材冲压件(20、21)的空间布置选择成可由一个减震器把它们遮盖住。

16.按权利要求15的自承式车身，其特征为，附加的板材冲压件(20、21)1用来支承一个减震器。

17.按权利要求1或4的自承式车身，其特征为，两个颚板段的至少部分范围是侧壁内部件的整体组成部分。

18.按权利要求17的自承式车身，其特征为：

-侧壁内部件(25)用特制毛坯技术制成；

-与U形框架(11、12)对应的板段(25.1、25.2)比位于其间的中间段(25.3)具有较大的板厚和/或较高的强度。

19.按权利要求1～18至少一项的自承式车身，其特征为，至少一个U形框架(11、12)在车顶范围内扩展成O形框架。

20.按权利要求19的自承式车身，其特征为，为了形成O形框架设置了一根车顶横梁(10)，它的侧向两端固定在颚板段(11b、11c或12b、12c)的自由端上。

21.按权利要求1的自承式车身，其特征为，通过一根车顶横梁(10a)构成至少一个U形框架的底段。

22.按权利要求1的自承式车身，其特征为，侧壁异形件由门槛(28)构成。

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