CN1714018A - 车辆前部结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车、特别是商用汽车的车辆前部结构(1)，其包括两个纵梁(3、2)和两个冲撞盒部件(6、10)。本发明的特征在于，设有两个连接梁(13、13′)，它们分别将一个纵梁(3、2)与所属的冲撞盒部件(6、10)相连接；其中，连接梁(13、13′)分别由一内壳(7)及一上壳(5)和一下壳(4)组装而成；并且，上壳和下壳分别加固内壳。

Description

车辆前部结构

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于汽车、特别是商用汽车的车辆前部结构。

传统的商用汽车的结构形式一般这样构成，即两个车架纵梁与车架横梁相连接并按这种方式形成支承框架，其中车架纵梁一直靠近一前面的和/或一后面的保险杠并且一般经由一冲撞盒部件(Crashboxteil)与一端接的横梁和保险杠相连接。特别在车辆前部的区域内，支承框架除作为车架构件的支承功能以外还必须确保一结合组装的功能，例如用于安装前轴和驱动装置。

由于匹配于相应的总重的各构件应优化净承载量，依汽车型式各构件的尺寸确定是大大不同的。这些不同的尺寸确定导致存在许多复杂的构件，给其制造带来高的费用。

由DE 42 40 344 A1已知一种用于载重汽车底盘的副车架。该副车架要用于覆盖各种底盘框架，其中各纵梁在不同的位置设有一弯曲部。副车架采用各具有沿纵向方向不同的截面的纵梁。该纵梁在前面的区域内具有U形截面而在其余的区域内具有Z形截面。Z形截面的上翼缘连接U形截面的上翼缘；而Z形截面的下翼缘相对于U形截面的下翼缘沿横向方向位错而且向着邻近的纵梁那边。这样，各邻近的纵梁的Z形截面的位错的下翼缘形成副车架的较小的净宽度，并且各邻近的纵梁的U形截面的下翼缘形成副车架的较大的净宽度。因此利用这种副车架的一种尺寸可以覆盖不同的载重汽车底盘。

由DE 40 06 418 A1已知一种用于载重汽车的支承框架。该支架框架主要包括各车架纵梁和各车架横梁以及一球面或组合转向轴。此外该支架框架具有一沿汽车宽度超出各纵梁末端延伸的、与保险杠间隔开设置的前横梁，其构成为前部的车辆组件。该前部的车辆组件在其指向汽车中心的一侧与各车架纵梁末端相连接和在其朝向行驶方向的一侧与保险杠相连接。曲柄轴或组合转向轴支承在前部的车轴组件上，使其弯曲部周围嵌接马达末端。

由于不同的轮距、前轴或后轴的设置以及不同的车架纵梁高度，只有在组装阶段内才能形成商用汽车的变型多样性。该前部的车辆组件可以以较大量的件数预组装和贮藏并且能够进行输送带(生产线)组装。

由DE 42 283 14 A1已知一种用于载重汽车的底盘。一包括一车辆前部和一车辆后部的载重汽车的支承结构是分为三部分的并且包括一中心支承结构、一弓形前框架和一支承上层结构的车架纵梁结构。中心支承结构周围嵌接驱动装置并且基本上设置在前轮的中央阴影区(Kernschatten)内。此外其具有向下敞开的背篓形状。中心支承结构在其后面固定地但可拆式连接于支承上层结构的车架纵梁结构，而在其前面连接于一前面的部分支承司机室和支承前部分的弓形前框架。这样，即使车架纵梁结构具有不同的高度，不同的车辆后部也可以适应于总是统一的车辆前部。但DE 42 28 314 A1中没有公开关于结构上的细节。

本发明的目的在于，提供一种车辆前部结构的改进的实施形式并因此简化制造过程。

该目的通过独立权利要求的主题来实现。各有利的实施形式是诸从属权利要求的主题。

本发明基于这样的总的构想，即，一种用于汽车、特别是商用汽车的车辆的前部结构可以这样设计，在简单的金属薄板几何形状的基础上制造很复杂的构件例如可预组装的车辆的前部结构是可能的。

上述目的这样来达到，即设置两个连接梁，其分别将一个纵梁与所属的冲撞盒部件相连接，其中各连接梁分别由一内壳及一上壳和一下壳组装而成，它们分别加固内壳。内壳、上壳和下壳构成为薄板弯曲(折弯)件，其中上壳和下壳基本上设置在内壳的边缘上并横向于内壳布置。

通过使支承结构分离成多个薄板件，它们只变形为薄板弯曲件并从而便于制造。下料时用于左边的和右边的连接梁的构件是相同的。只必须使它们镜面对称地倾斜。借此一方面达到构件的简化的制造而另一方面通过简单的弯边避免了拉伸过程，后者在薄板构件较薄的情况下是很困难的并且使材料强烈地疲劳。

本发明的其他的优点是，将每一连接梁构成使其以其前端可插入所属的冲撞盒部件中和/或以其后端可插入所属的纵梁中。通过支承结构在一前轴的区域内的分离能够借助连接梁的长度的相应改变影响汽车长度。

此外可以规定，各连接梁和纵梁具有C形截面并且相应的连接梁的外部尺寸在组装状态下相当于相应的纵梁的内部尺寸。借此简化车辆前部结构的组装并且在以后的传力方面例如传递横向力相对于传统的结构达到显著的优点。

本发明的解决方案的一特别有利的实施形式的特征在于，内壳、上壳和下壳借助沿折边的边缘部分延伸的焊接相连接。因此一焊道或焊缝沿内壳的折边的边缘部分延伸，该边缘部分平行上壳和下壳延伸并且平面地贴紧在其上，而且因此封闭一在上壳和下壳与内壳之间的缝隙并因此防止特别成问题的缝隙腐蚀。由于汽车的支承结构在遭受汽车下方发生的溅水时几乎是无防护的，其在冬季还特别受氯化物作用，因此通过连续的焊道来提高商用汽车的质量和使用寿命。

本发明的解决方案的一特别有利的进一步构成的特征在于，内壳、上壳和下壳可以相同的和/或不同的薄板厚度构成。商用汽车制造用于极不同的应用领域，例如用于重载输送或客运并且因此要求不同厚度的支承结构。以特别有利的方式来对付上述情况，即通过采用相同的和/或不同的薄板厚度来构成连接梁。这样，特别是对于具有高的净载重的汽车采用较厚的薄板是有利的，而对于较轻型的汽车较小的薄板厚度是足够的。因此可以灵活地响应对汽车的要求，而不必在生产过程中进行较大的改变。

合乎目的地可以规定，通过切口彼此分离地构成各边缘部分，在内壳上的各切口简化成型过程，其中将内壳的各边缘部分成直角弯曲。由于各折弯的边缘部分并不相互平行地设置，没有切口的材料会遭受显著的拉伸过程并从而受载。这可以通过上述的切口完全避免，这除了实现上述的生产过程的简化外还实现材料的保护。

一有利的进一步设计的特征在于，将车辆前部结构在连接梁的区域内构造成用来安装一刚性轴或一单轮悬挂装置的结构。根据汽车以后的应用目的，例如是用作为施工现场汽车还是用作为公共汽车，借助本发明的解决方案可以灵活地设计车辆的前部结构，从而例如对于重型汽车可以安装一刚性轴而对于较轻型的汽车可以安装一单轮悬挂装置。

本发明的其他的重要的特征和优点得自诸从属权利要求、附图和参照附图的相应的图形描述。

当然，以上所述的和以下还要说明的各特征不仅可应用于相应说明的组合，而且可应用于其他的组合或单独应用，而并不脱离本发明的范围。

本发明的各优选的实施例示于附图中并且在以下的描述中更详细地加以说明，其中用相同的标记标示相同的或类似的或功能相同的构件。其中：

图1  本发明的车辆前部结构包括各连接梁的示意透视图；

图2  如同图1中的视图，但从另外一个视角；

图3  一个连接梁的分解图。

按照图1，一本发明的车辆前部结构1示出两个连接梁13和13’，其基本上平行于由箭头标记的汽车纵向方向14延伸。连接梁13、13’竖立地设置在第一冲撞盒部件6的一后端与右边的纵梁3的一前端之间或在第二冲撞盒部件10的一后端与左边的纵梁2的一前端之间并且沿水平方向彼此间隔开。

在第一冲撞盒部件6和第二冲撞盒部件10的一相应的前端，它们在汽车横向方向经由一保险杠11相互连接。连接梁13、13’构成一以后用于前轴安装的区域并且经由一横梁9在汽车横向方向相互连接。其中连接梁13、13’可以选择性地构成用来安装一刚性轴或一单轮悬挂装置。

在图1和图2所示的车辆前部结构1的区域内，在两连接梁13、13’之间通常设置一商用汽车的图中未示出的驱动装置。这样的驱动装置一般包括一内燃机和一变速器，因此连接梁13、13’向商用汽车的一前端的方向横向于汽车纵向方向14扩展。

车辆前部结构1相对于一在垂直方向上通过汽车纵向中心延伸的平面成镜面对称地构成，从而以下只详细描述一个半部。但就这个意义上来说同样适用于另一半部。

连接梁13按照图3中的分解图由基本上三个部件组成。

这些部件首先包括一竖立定位的内壳7，其在其上边缘和在其下边缘分别具有相对于壳平面成直角折边的边缘部分8，其绕一在壳平面内并平行于相应的边缘延伸的弯曲轴线17向上述的镜平面的方向折弯。各个边缘部分8通过切口15彼此分离，这些切口使在弯曲过程中材料只绕一轴线弯曲(参见图3，位置17)并从而避免使材料受强烈疲劳的多轴的拉伸过程。

其次这些部件包括一沿平行于上边缘部分8延伸的并平面地贴紧在其上和与其连接的上壳5以及一沿平行于下边缘部分8延伸的并平面地贴紧在其上和与其连接的下壳4。

其中，上壳5和下壳4分别构成为薄板条，其按照内壳7的相应的边缘部分8绕多个相互平行设置的和彼此间隔开的弯曲轴线16弯曲，并且弯曲轴线16垂直于内壳7的平面延伸，其中示例性的一个示于图3中(参见图3，位置16)。

其中，上壳5和下壳4这样设置在内壳7上，即它们平面平行于内壳7的边缘部分8以一纵边缘19齐平地贴紧弯曲轴线17并因此在连接梁13的远离上述镜平面的外面构成一连续的平面表面。

上壳5和下壳4与内壳7分别通过焊接相连接，该焊接沿边缘部分8延伸，并且以有利的方式封闭在上壳5与内壳7之间或在下壳4与内壳7之间可能出现的缝隙并从而排除缝隙腐蚀的危险。同时利用一连接设置的焊道构成三个壳4、5和7的牢固的连接，其提高连接梁13的刚度。

组装好的连接梁13按照图3这样地插入纵梁2中，即，通过内壳7和上壳或下壳4、5构成的C形截面(型材)的敞开的一侧不仅在连接梁13中而且在纵梁2中均指向同一方向，即指向上述的镜平面方向。

在这种情况下连接梁13这样组合，使其可以配合精确地插入纵梁2中，因此可以传递横向力和力矩。也就是说，在组装状态下连接梁13的外部尺寸相当于左边的纵梁2的内部尺寸。

连接梁13与左边的纵梁2之间的连接例如通过图3中未示出的螺栓连接或焊接来实现。

按照图2，在连接梁2上或在内壳7上设置多个托架12，其构成用于安装图1中示出的一上面的横向导臂21的轴承20并且用于加固连接梁13。内壳7与各托架12之间的连接同样例如通过螺栓连接、铆接或焊接来实现。

按照图3，内壳7具有多个空隙18，借其可以引导底架结构或横向导臂21的构件。特别通过改变各个壳4、5和7以及在必要时托架12的薄板厚度实现对不同的载荷情况的匹配，如其在不同的汽车型式和/或不同的汽车应用目的的情况中出现的那样。

通过使连接梁13分离成三个所述的壳4、5和7而有可能将它们分别制成为薄板弯曲件并从而便于制造。此外，车辆的前部结构1与可安装在其上的部件构成一可预组装的装置，其可在一预组装的范围内预组装并且在一最终组装的范围内作为结合的装置可固定在纵梁2、3或冲撞盒部件6、10上。

总之，本发明基本上可以具有如下特征：

连接梁13主要由三个部件组成：竖立定位的内壳7-其具有在边缘成直角折边的各边缘部分8，和沿与其平行延伸的并平面地贴紧边缘部分8的上壳5和下壳4。

上壳5和下壳4与内壳7分别通过连续的封闭的焊接相连接，焊接沿各边缘部分8延伸、排除缝隙腐蚀的危险和提高连接梁13的刚度。

组装好的连接梁13可以配合精确地插入纵梁2中并且与其螺栓连接或焊接。

通过使连接梁13分离成三个构件，亦即内壳7、上壳5和下壳4，有可能将它们制成为薄板弯曲件并便于制造，而材料不必经受多维的拉伸过程。

这里，车辆前部结构1可以选择性地构造成用来安装一刚性轴或一单轮悬挂装置的结构。合乎目的地，通过改变内壳7、上壳5和/或下壳4或托架12的薄板厚度来实现对不同载荷情况的匹配。

Claims (10)

1.汽车、特别是商用汽车的车辆前部结构(1)，其包括两个纵梁(2、3)和两个冲撞盒部件(6、10)，其特征在于，

设有两个连接梁(13、13’)，它们分别将一个纵梁(2、3)与所属的冲撞盒部件(10、6)相连接；

其中，连接梁(13、13’)分别由一内壳(7)及一上壳(5)和一下壳(4)组装而成；

其中，上壳(5)和下壳(4)分别加固内壳(7)。

2.按照权利要求1所述的车辆前部结构，其特征在于，内壳(7)、上壳(5)和下壳(4)构成为薄板弯曲件，其中上壳(5)和下壳(4)基本上设置在内壳(7)的边缘上并横向于内壳布置。

3.按照权利要求1或2所述的车辆前部结构，其特征在于，

基本上竖立定位的内壳(7)在一上端具有折边的边缘部分(8)，这些边缘部分平行于上壳(5)延伸、平面地贴紧在其上并与其相连接，以及

内壳(7)在一下端具有其他的折边的边缘部分(8)，其平行于下壳(4)延伸、平面地贴紧在其上并与其相连接。

4.按照权利要求1至3之一项所述的车辆前部结构，其特征在于，每一连接梁(13、13’)构造成以其前端可插入所属的冲撞盒部件(10、6)中和/或以其后端可插入所属的纵梁(2、3)中。

5.按照权利要求4所述的车辆前部结构，其特征在于，

连接梁(13、13’)和纵梁(2、3)分别具有C形截面并且相应的连接梁(13、13’)的外部尺寸在组装状态下相当于相应的纵梁(2、3)的内部尺寸。

6.按照权利要求1至5之一项所述的车辆前部结构，其特征在于，内壳(7)、上壳(5)和下壳(4)借助沿折边的边缘部分(8)延伸的焊接相连接。

7.按照权利要求1至6之一项所述的车辆前部结构，其特征在于，内壳(7)、上壳(5)和下壳(4)可以有相同的和/或不同的薄板厚度。

8.按照权利要求1至7之一项所述的车辆前部结构，其特征在于，各边缘部分(8)通过切口(15)彼此分离。

9.按照权利要求1至8之一项所述的车辆前部结构，其特征在于，在内壳(7)上设有多个托架(12)，其用于加固连接梁(13、13’)。

10.按照权利要求1至9之一项所述的车辆前部结构，其特征在于，所述车辆前部结构(1)在连接梁(13、13’)的区域内构造成用来安装一刚性轴或一单轮悬挂装置。

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