CN1520362A - 具有一个弹性支撑的前盖板的汽车车身 - Google Patents
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Abstract
为了减轻一个行人在与一辆汽车碰撞时的受伤程度，已有人提出，将汽车的前盖板借助于一些吸收能量的构件弹性地支撑在汽车车身上。但是迄今为止的解决方案还不能令人满意。本发明记载了一种刚性的、但是可塑性变形的防撞箱(8)，该防撞箱(8)在受到一个撞击力的作用期间当其所承受负荷超过一个规定的载荷时会发生屈服变形。所述防撞箱(8)可以安置在所述铰链结构(1)的一个上牵杆(2)和一个下牵杆(3)之间、或者所述下牵杆(3)与所述汽车车身之间、或者所述前盖板的铰链结构的一个弓形的折叠杆(15)中。一个这样的防撞箱(8)可以简单地实现并且可以方便地与现有的铰链结构连接。
Description
本发明涉及一种汽车车身，其具有一个弹性支撑的前盖板和分别处于所述车身与所述前盖板的各侧边之间的一个铰链结构以及在所述每个侧边上的至少一个在载荷作用下可弹性变形的、用于将所述前盖板支撑在所述汽车车身上的组件，其中，所述前盖板可以围绕着一个由所述铰链结构限定的回转轴被打开。
在DE 27 11 339 A1中公开了一种这类汽车车身。其中所建议的对前盖板的支撑方式是基于下述考虑：在发生交通事故时，总是一个汽车从前面撞到一个横穿马路的行人。行人的身体和头部撞到前盖板上，由此引起严重创伤。因此，汽车制造企业努力将汽车车身以及尤其是带有前盖板的车头结构设计成，虽然不能消除对行人的伤害，但是一定要减轻伤亡程度。为了避免尤其是头部受到严重伤害，所述前盖板被弹性地支撑。由此使头部撞击时产生的对头部的减速缓冲作用要持续一个随时间变化的过程，这个变化过程具有一个小于1000的HIC值。所述HIC值是一个用于表述人的头部可直接承受载荷的参数。该HIC值的准确定义可以从专业著作中获知。
在上述公开文献中建议，所述前盖板借助于一些弹性的、耗能构件支撑在汽车车身上。但是并不能从所述文献中获知，如何具体构造一个这样的耗能构件。此外，存在的问题是，所述构件要具有一个足够的基本刚度，使得它在通常的静载荷的作用下不会屈服变形，而只有在受到撞击载荷的作用下、如在受到身体或头部撞击时才会出现屈服变形。
上述技术问题通过按照权利要求1前序部分所述类型的一种汽车车身得以解决，但按照本发明，这种汽车车身具有如下特征：其中的所述组件设计为一个刚性的、但是可塑性变形的防撞箱，该防撞箱在受到一个撞击力的作用期间当其所承受负载超过一个规定的载荷时会屈服变形。
按照本发明的一个简单的扩展结构，所述防撞箱由两块平行的且平行于撞击方向的支撑板构成。在一个静载荷的作用下所述支撑板不弯曲地承受负载。在受到撞击力的作用时所述支撑板不可逆地弯曲并且消耗能量。所述支撑板的厚度和大小决定了它的静刚度以及接收冲击能量的能力。
在一个特别有利的结构中，所述防撞箱由一个横截面是方形的管构成，该方管的纵轴线基本上平行于所述力的作用方向地设置。已知，这类防撞箱的设计尺寸明显大于汽车保险杠(Stoβstangen)的支架或车架纵梁的尺寸。且通常涉及到一些具有一个闭合的正方形横截面的管，这样来安置这些管，使得它们在受到撞击时承受纵向载荷。此时如果所承受的载荷超过规定的值，所述管的棱边交替地向内和向外弯曲，此时连接这些棱边的侧面折叠。因为这个过程是不可逆的，所以消耗了碰撞中的能量。因为所述棱边为管本身增强了一定的刚度，所以该管可以完全不弯曲地承受静载荷。因此，所述管适合用作一个结构中的支架或连接梁。通过所述管形结构还可获得其他参数，因此在受到撞击载荷作用时还能更好地使所述刚度与能量消耗相互协调。
非常重要的是将所述前盖板支撑在所述铰链结构的范围内，因为在那儿存在一个与汽车车身的直接连接。在上述提到的公开文献中建议，所述铰链结构具有至少一个作为弹性组件的旋转弹性的曲柄连杆。但是要实现这样一个连杆是非常费事的。因此在按照本发明的另一种改进结构中，所述防撞箱是所述铰链结构的一个集成的构件并且安置在所述铰链结构的通过至少一个折叠杆相互连接的一个上牵杆和一个下牵杆之间。这种结构的优点是，不必改变所述铰链结构的通常结构。确切地说，只在所述两个牵杆之间的间隙中集成组装进一个防撞箱。
但是也可以考虑将所述防撞箱安置在所述下牵杆与汽车车身之间。此时所述结构造价也很低。所述铰链结构可以保持不变。为了提供用于所述防撞箱的空间位置，只须将所述铰链结构在汽车车身上的支座设得更低些。
所述铰链结构具有一个较短的和一个较长的折叠杆，使得所述前盖板在打开时能够围绕一个进行一定偏移的回转轴折叠，按照本发明，在所述铰链结构中所述防撞箱设置靠近所述上牵杆上的用于所述折叠杆的相互比较紧靠的活节，因此最佳地吸收施加到所述铰链结构中的撞击力。
单臂铰链结构具有一个沿一个弓形延伸的折叠杆，在此，所述折叠杆的一个端部和一个与前盖板相连的上牵杆固定连接，其中，与该端部相连的前面的弓形部段大致垂直于所述前盖板地延伸，而所述折叠杆的另一个端部可旋转地支撑在所述汽车车身上。对于这类铰链结构提供了下面的解决方案：所述防撞箱构成在所述前面的弓形部段中。
这种结构具有的优点是，不需要增加另外的结构空间，因为仅仅所述折叠杆的一个迄今为止刚性的部段就具有一个新的附加的功能。由于所述折叠杆的前面的弓形部段沿撞击方向延伸，因此只须保证该弓形部段在受到撞击时被镦压，这可以通过一个防撞箱很容易地达到。
如在前面解决方案中已阐述的那样，所述防撞箱可以具有至少两块基本上平行于所述撞击力的作用方向以及进而基本上平行于所述折叠杆的前面的弓形部段设置的支撑板。通过考虑所述支撑板的数量和布置形式可以在结构上调整能量消耗的程度以及与各种车型相匹配。
另一种设计可能性在于，所述防撞箱由所述折叠杆在所述前面的弓形部段中的削弱部段构成。而在前面已阐述的解决方案中所述支撑板必须通过两块横向设置的板相互连接并且与所述折叠杆连接，这意味着增加一定的费用；而在所述折叠杆本身上加工削弱部段可以使制造过程更简单。在此也存在一个较大的用于调整吸收能量程度的结构间隙。
尤其可在所述前面的弓形部段内简单地制造出一些基本上横向于所述弓形部段延伸的压槽。尤其当这些压槽分别在该弓形部段的相对侧交替地设置时，在镦压所述折叠杆时可产生一个手风琴效应，由此获得一个更均匀的力的变化过程。
下面借助于四个实施方式详细阐述本发明。附图中：
图1表示第一种实施方式，其中，在所述铰链结构中安装一个防撞箱，
图2表示第二种实施方式，其中，一个防撞箱位于一个铰链结构下面，
图3表示第三种实施方式，其中，一个防撞箱是所述铰链结构中的一个折叠杆的组成部分，
图4表示第四种实施方式，其中，所述防撞箱通过削弱所述折叠杆来实现。
两个附图1和2示出了一个用于一个(在此未详细表示的)前盖板的铰链结构1。所述铰链结构1由一个与前盖板焊接或螺栓连接的上牵杆2和一个与汽车车身螺栓连接的下牵杆3构成。两个分别在活节6、6′、7、7′处可旋转地支撑在所述牵杆2、3上的折叠杆4、5在该两个牵杆2、3之间伸展。为了在翻起所述前盖板时使之向上或向前运动，以避免前盖板的后棱边与一个包围该前盖板的框架碰撞，其中一个折叠杆4比另一个折叠杆5长，并且所述在上牵杆2上的两个活节6、6′比所述下牵杆3上的两个活节7、7′设置得更紧靠。通过这种方式在翻开所述前盖板时使该前盖板的回转轴向前偏移。
按照图1所示的结构，一个防撞箱8位于所述两个牵杆2、3之间并处于上牵杆2上的相互靠近的活节6、6′的附近。该防撞箱8由一块上板9和一块下板10组成，这两块板平面地贴合在所述牵杆2、3上。两块相互平行并且间隔一定距离的支撑板11、12在所述板9、10之间延伸。这两块支撑板11、12垂直于所述牵杆2、3地定向。所述下板10与所述下牵杆3焊接在一起。所述上板9构成一个用于所述上牵杆2的止挡，由此限定了所述铰链结构1的闭锁位置。
按照图2所示的结构，所述防撞箱8位于所述下牵杆3和汽车车身之间，为此，汽车车身具有一个在此未详细示出的凸肩。通过一些止挡来确保所述前盖板的闭锁位置以及进而确保所述铰链结构1的闭锁位置。在图2中示意性地表示出一个止挡13。
在上述两种情况中所述防撞箱8的结构是相同的。在这两种情况中所述两块支撑板11、12也可以添加其他的支撑板。这些支撑板可以平行于所示出的两块支撑板11、12，但是也可以垂直于所示出的两块支撑板11、12并由此构成一个横截面是方形的管。
当身体撞到前盖板上时，按照箭头14所示一个撞击力作用到所述铰链结构1上。该作用力通过所述上牵杆2传递到所述防撞箱8上，由此使所述支撑板11、12向外或向内不可逆地鼓起并且同时接收变形能量。所述支撑板11、12的厚度和侧面尺寸决定了此时出现的减速缓冲过程，这个减速缓冲过程由此可与所述有待达到的HIC值相一致。
在按照图2所示的结构中，在按照箭头14所示的方向发生头部撞击时，首先所述止挡13变形。然后，所述两个牵杆2、3在所述折叠杆4、5弯曲的情况下相互靠近，使得被镦压的铰链结构1被压向防撞箱8，该防撞箱8如上述在规定的减速缓冲过程中发生屈服变形。
图3和4表示本发明的一个带有一个折叠杆15的铰链结构1的设计结构。所述折叠杆15典型地具有一个弓形段，使得所述铰链结构的活节16可以设置在一个位于所述前盖板的延长段中的车身板下面。在打开前盖板时，所述折叠杆15以其弓形段围夹住所述车身部段的朝向前盖板的棱边。
因为上述弓形部段17在所述前盖板处于闭锁位置上时大致竖直地延伸，亦即沿头部撞击的方向延伸，因此，它适合安装一个接收能量的装置或防撞箱8。一个解决方案是在图3中所示出的，所述防撞箱8具有一些支撑板11。而且所述折叠杆15在所述前面的弓形部段17中被断开，以及所述防撞箱8装有多个相互平行的在两块板9、10之间延伸的支撑板11，所述折叠杆15的断开部位的两个端部借助这两块板9、10的外侧面与所述防撞箱8相连接。
在图4中示出了一个防撞箱8的另一种结构。所述防撞箱8由唯一的一个作为所述折叠杆15的一个部段的支撑板11构成。为了获得所期望的变形，所述支撑板11、亦即所述折叠杆15的前面的弓形部段17中的相应部段的两侧设有横向延伸的压槽18，这些压槽使所述折叠杆15在受到撞击载荷的作用时如手风琴式地被镦压。
附图标记清单
1 铰链结构
2 上牵杆
3 下牵杆
4 折叠杆
5 折叠杆
6、6′活节
7、7′活节
8 防撞箱
9 板
10 板
11 支撑板
12 支撑板
13 止挡
14 箭头
15 折叠杆
16 铰链结构的活节
17 前面的弓形部段
18 压槽
Claims (10)
1.一种汽车车身，其具有一个弹性支撑的前盖板和分别处于所述车身与所述前盖板的各侧边之间的一个铰链结构(1)、以及在所述每个侧边上的至少一个在载荷作用下可弹性变形的、用于将所述前盖板支撑在所述汽车车身上的组件，其中，所述前盖板可以围绕着一个由所述铰链结构(1)限定的回转轴被打开，其特征在于，所述组件设计为一个刚性的、但是可塑性变形的防撞箱(8)，该防撞箱(8)在受到一个撞击力的作用期间当其所承受载荷超过一个规定的载荷时会屈服变形。
2.按照权利要求1所述的汽车车身，其特征在于，所述防撞箱(8)具有至少两块基本上平行于所述力的作用方向设置的支撑板(11、12)。
3.按照权利要求1所述的汽车车身，其特征在于，所述防撞箱(8)由一个横截面是方形的管构成，该方管的纵轴线基本上平行于所述力的作用方向设置。
4.按照权利要求1至3之一所述的汽车车身，其特征在于，所述防撞箱(8)是所述铰链结构(1)的一个集成的构件并且安置在所述铰链结构(1)的通过至少一个折叠杆(4、5)相互连接的一个上牵杆(2)和一个下牵杆(3)之间。
5.按照权利要求1至3之一所述的汽车车身，其特征在于，所述防撞箱(8)安置在所述铰链结构(1)的一个下牵杆(3)与所述汽车车身之间。
6.按照权利要求4所述的汽车车身，其特征在于，在所述上牵杆(2)和下牵杆(3)之间安设一个较短的和一个较长的折叠杆(4、5)，其中，所述折叠杆(4、5)通过活节(6、6′)相互比较紧靠地固定在所述上牵杆(2)上，以及所述防撞箱(8)靠近所述相互比较紧靠的活节(6、6′)地设置。
7.按照权利要求1所述的汽车车身，其特征在于，所述铰链结构(1)具有一个呈弓形延伸的折叠杆(15)，在此，所述折叠杆(15)的一个端部与一个上牵杆(2)固定连接，与该端部相连的前面的弓形部段(17)大致垂直于所述前盖板地延伸，而所述折叠杆(15)的另一个端部可旋转地支撑在所述汽车车身上并且所述防撞箱(8)构成在所述前面的弓形部段(17)中。
8.按照权利要求7所述的汽车车身，其特征在于，所述防撞箱(8)至少具有两块基本上平行于所述力的作用方向设置的支撑板(11)。
9.按照权利要求7所述的汽车车身，其特征在于，所述防撞箱(8)由所述折叠杆(15)在所述前面的弓形部段(17)中的削弱部段构成。
10.按照权利要求9所述的汽车车身，其特征在于，所述削弱部段通过一个或多个在所述前面的弓形部段(17)中的压槽(18)来实现，其中，这些压槽基本上横向于所述弓形部段(17)地延伸。
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