專利名稱：前壁模件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種一個汽車的前壁模件以及一種汽車。
背景技術：
在制造汽車時，通常車輛包含一個自支承的車體，其中為了界定沿行駛方向看去的車輛內(nèi)部，所述車體包含一個所謂的“前壁”，所述前壁例如設計成屬于車體的鋼板件。這樣一個鋼板件在其上端通常連接到一個空心梁(一個所謂的“窗弓(window bow)”)，所述空心梁安排在前壁上方并且產(chǎn)生對汽車的一個擋風玻璃的下連接表面。
這種通常的結(jié)構(gòu)形態(tài)的優(yōu)點是，一個車體可以以一種基本上流體密封的方式預制并且?guī)в幸粋€剛性的結(jié)構(gòu)。然而其缺點是，在前壁區(qū)域中的功能單元，譬如一個內(nèi)部通風用的風扇、電子電路部分等等需要以一種非常昂貴的方式個別地組裝在前壁中。因此在制造過程中產(chǎn)生相當?shù)某杀?，并且更換各個功能單元同樣地是非常高成本的。
英國專利GB2329363A說明了一種用于一個汽車的前壁模件。這形成界定汽車內(nèi)部的前壁的上部區(qū)域。所述的前壁內(nèi)部包含一個用于內(nèi)部通風的風扇作為一個功能單元。
這種公知的前壁模件特別是具有減少制造成本的優(yōu)點，因為已經(jīng)積木化預制的功能單元可以合并進汽車中。然而缺點是，這種設計不能滿足高的安全要求。而且在組裝時，把這種公知的前壁經(jīng)車輛內(nèi)部送入前壁的區(qū)域中可能變得有些問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種汽車的前壁模件和一種汽車，所述汽車的前壁模件和汽車可以用較少的成本制造和修理，而且還可以滿足高的安全要求。
該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種前壁模件以及權(quán)利要求15所述的汽車達到。
一個不昂貴而且可靠的結(jié)構(gòu)是借助于根據(jù)本發(fā)明的前壁模件附加地含有一個可以到汽車的兩個縱梁上的衍梁的事實成為現(xiàn)實。
與迄今固定連接的車輛結(jié)構(gòu)不同，一個附加的梁整合進前壁構(gòu)件中，這明顯地提高了在前壁區(qū)域中車體的剛性。借助于此，以前通常的空心梁的部分穩(wěn)定性任務可以轉(zhuǎn)移到前壁的上部以及下部區(qū)域中，從而對車輛總體產(chǎn)生較大的設計自由度。
借助于此還可能，還以較小的車輛尺度得到盡可能大的車輛內(nèi)部，車輛內(nèi)部可以以實際上無限的方式修飾。通過把根據(jù)本發(fā)明的衍梁附著到(通常是兩個)沿縱方向在車體的外側(cè)延伸的縱梁上，可以確保甚至更好的防撞安全性(passive safety)。這在一個方面涉及側(cè)面碰撞表現(xiàn)，因為由于所述衍梁降低了汽車的橫向(從而從側(cè)面壓扁機動車內(nèi)部的)可形變性。而且也改善了前碰撞表現(xiàn)，因為防止了穿透前壁模件進入汽車內(nèi)部。
而且根據(jù)本發(fā)明的衍梁對汽車繞縱軸線的抗扭強度起作用，并且因此進一步提高了行駛舒適性和車體的長期穩(wěn)定性。
本發(fā)明的優(yōu)選實施方式在從屬權(quán)利要求中說明。
一個特別優(yōu)選的實施方式提出，所述衍梁可以用一種非直接配合(positive fit)，例如經(jīng)過螺絲，連接到其余的前壁模件部分上。因此，可以以一種簡單的方式用非常穩(wěn)定的材料(例如，一個異型鋼板)制造并且可以以一種簡單的方式，例如用螺絲擰到前壁模件上。這特別輕易地可以在前壁模件外側(cè)進行，也就是在前發(fā)動機的車輛中朝向發(fā)動機空間進行。通過可以分離衍梁和其余的前壁模件部分，還使之可能對于不同系列的車輛，各自相應地只連接不同的衍梁，而前壁模件的其它方面相互無改變。通過非直接連接(優(yōu)選螺絲連接，附加地可以在一定的情況下使用一種粘接以進行密封)，還變得在修理的情況下達到一種簡單的可分離性，不需要例如擔心在焊接時損壞油漆涂層(帶有隨之而來的腐蝕問題)。然而，當然還可以提出任何直接配合或者材料配合連接方法(特別是膠合)。
另一個有利的實施方式提出，衍梁可以用一種非直接配合，優(yōu)選地通過螺絲，連接到汽車的縱梁上。這有利于制造車輛以及前壁模件的更換?？梢栽谄囍圃斓南鄬^晚階段把前壁模件從引擎空間完整地(并且特別地“從上方”)插入。在此不需要焊接并且不損壞車輛的油漆涂層。在此同時特別優(yōu)選地是汽車的縱梁為衍梁提供一個附著表面。在一定的情況下，還可以在以前的車體制造過程中在縱梁上焊接適當?shù)墓谈郊?，這在連接區(qū)域中提供一個附加的穩(wěn)定性。通過這樣的固附件，通過改變固附件，還可輕易地使例如由帶有均一衍梁尺寸的前壁模件，適應做成不同尺寸的車體的前壁模件(帶有相同的衍梁)。在此，當然除了在此說明的有利的非直接配合連接之外，還可以提供直接配合或者材料配合連接，特別是膠接。
一個特別有利的另一個實施方式提出在前壁模件中容納若干功能單元。這些功能單元例如可以是一個(或者幾個)內(nèi)部通風的風扇、一個內(nèi)部空氣過濾器、一個內(nèi)部通風的加熱體、一個空調(diào)裝置的蒸發(fā)器、一個通風道系統(tǒng)、一個汽車內(nèi)部中的元件的電子控制的控制單元、一個連接到所述控制單元的電纜外護套管、一個氣囊或者類似物。
從而使之可能在車輛的預制過程中在前壁模件內(nèi)就已經(jīng)相互連接這些個別的功能單元。另一個特別有利的實施方式提出，前壁模件包含所謂的“集線器”，所述集線器連接到所述電纜外套筒或者連接到控制單元。這些集線器可以起前壁構(gòu)件與其余的汽車部分(從而，例如，與馬達電子電路、門鎖、照明等等)之間的電氣接口的作用。這些集線器可以例如附著在前壁模件的橫向外側(cè)。借此可以有特別方便的標準數(shù)據(jù)總線對集線器的連接，并且通過簡單地更換集線器，使得可以有把前壁模件對不同型號系列的電氣或者電子連接。
此外，特別有利的另一個實施方式提出前壁模件具有一種帶有一個外殼(罩)的空腔結(jié)構(gòu)，其中所述外殼由向著汽車內(nèi)部的一個前壁內(nèi)部分和背離汽車內(nèi)部的一個前壁外部分形成。由此使之可能使各個功能單元容納在前壁模件的內(nèi)部，并且一方面避免受潮氣和水濕影響等，另一方面由于這些功能單元在碰撞的情況下不對車輛乘員產(chǎn)生任何危險而提高防撞安全性?？紤]到可簡單制造或者可修理性，可以提出一種“分層結(jié)構(gòu)”，其中各個功能單元作為“子模件”分層放在前壁外部和內(nèi)部之間。用這樣一種殼樣艙室結(jié)構(gòu)，諸如空調(diào)設備之類的各個功能單元可以并入到已經(jīng)預制好的前壁模件中。用此方式，用對汽車的特定配件，還可以在制造過程中簡單地實現(xiàn)不同客戶的希望，或者可以在較后的時間改裝這些特定配件。
其它有利的實施方式還提出前壁模件本身對強化和提高車輛的安全性起作用。從而，例如把前壁外部和/或前壁內(nèi)部連接成帶有連接于其上(例如以一種蜂窩結(jié)構(gòu)的方式連接)的塑料的金屬的混合部分。因此提供了一種可簡單制造性，在重復利用時簡化了材料分離并且制造成本低。而且還可以在前壁模件的上部區(qū)域提供其它的支承部分，例如一個空心梁，所述空心梁在此承擔一個“窗弓”的作用。通過在此情況下汽車的殼不需要含有已經(jīng)在以前固定的窗弓的事實，可以有一個更加簡單的前壁模件組裝(“從上方”，從而不需要從車輛內(nèi)部)。
在同時使之可能在前壁模件上已經(jīng)包含一個“水盒”用于收集從汽車的擋風玻璃流下的液體，所述水盒例如可以已經(jīng)含有刮水器馬達等等。
根據(jù)本發(fā)明的前壁模件可以施加于各種車輛類型，為了為車輛乘員的腳提供一個特別大的空間，把前壁模件用于填充前壁的上區(qū)是適當?shù)模渲兄辉谇氨谙聟^(qū)提供一個做成異型件的或者設有空腔的鋼板組合件。特別地，為將來采用“纜線駕駛”，在前壁模件的前壁內(nèi)部分上設置一個方向盤軸的容器以控制汽車是非常有用的。由此，該操縱單元幾乎與所述殼分離。在通過在制造過程中提供不同的前壁模件就可以實現(xiàn)一個右駕駛盤或者左駕駛盤車輛。還可以在以后方便地改裝。
本發(fā)明的其它有利的實施方式在其它從屬權(quán)利要求中說明。


下面參照

本發(fā)明。附圖中圖1a至1d示出在汽車中經(jīng)根據(jù)本發(fā)明的一個前壁模件的幾個剖面圖，圖2示出根據(jù)本發(fā)明的汽車的一個部分的透視前視圖，圖3示出在一個車輛中根本發(fā)明的前壁模件的各個部分的分解圖，圖4a至4e根據(jù)本發(fā)明的前壁模件的各個部分。
圖1a示出經(jīng)帶有根據(jù)本發(fā)明的一個前壁模件的車輛的一個橫剖面圖。圖中示出在駕駛員座位區(qū)域中的一個橫剖面。
具體實施例方式
下文更詳細地說明前壁模件1。
這形成沿行駛方向界定汽車內(nèi)部的一個汽車前壁的上部區(qū)域。前壁模件1在頂部鄰接一個前風擋玻璃22，而在底部連接車輛地板2c以及車輛地板的一個加強件2d，所述加強件2d屬于汽車的一個殼并且形成車輛前壁的下部區(qū)域。前壁模件形成前壁的上部區(qū)域。前壁模件在其指向一個引擎空間與汽車內(nèi)部相隔的一側(cè)包含一個衍梁20，所述衍梁借助螺絲連接件把在車輛縱側(cè)上延伸的兩個縱梁相互連接，衍梁20用一種非直接配合(用螺絲)連接到其余的前壁模件部分。其余的前壁模件部分含有一個前壁外部分21，衍梁20用螺絲擰在所述前壁外部分21上。
前壁外部分21以及前壁內(nèi)部分6相互連接形成一個帶有一個外殼的空腔結(jié)構(gòu)，其中所述外殼由朝向汽車內(nèi)部的前壁部分6和背離汽車內(nèi)部的外前壁部分21形成。
幾個功能單元容納在該空腔內(nèi)，下文中更詳細地說明其功能和安排。在此是，例如一個過濾器盒16中的一個過濾器15、一個風扇10、一個電纜外護套管17、一個除霜器槽8、一個通風道系統(tǒng)7。所述風扇10以一種層樣結(jié)構(gòu)安排在一個空調(diào)設備前壁9與一個空調(diào)設備后壁11之間，所述空調(diào)設備前壁9與空調(diào)設備后壁同樣地將在下文更詳細地說明。向汽車內(nèi)部，一個用之可以電控制汽車的轉(zhuǎn)向軸5連接到前壁內(nèi)部分6。變通地或者附加地當然還可以提供液壓或者機械的傳向力傳動。
一個水盒(腔)19附著在前壁模件的上側(cè)，并且該水盒同樣地屬于前壁模件并且收集從汽車的前風擋22流下的液體。所述水盒19以及前壁模件上部區(qū)域中的前壁外部分21從而在前風擋玻璃22的連接區(qū)形成一個用于在汽車的前擋風玻璃區(qū)域中穩(wěn)定前壁模件的空心梁24。以此方式實現(xiàn)一個上橫梁，一個所謂的“窗弓(window bow”)”。然而還可以對該區(qū)域中的車體提出一個附加的橫梁用于連接兩個A-柱。
前壁模件1用螺絲擰到汽車的車體2上。除了在A-柱區(qū)域內(nèi)加橫向螺絲以外，還可以在朝向底板的區(qū)域25中加螺絲。
圖1b示出經(jīng)本發(fā)明的一個車輛的一個與圖1a的橫剖面平行的橫剖面圖。與圖1a中相同的標號在此圖中示出相同的元件，因此不再作說明，以免重復。在圖1b中在前壁模件下側(cè)示出一個控制單元3，并且此單元電連接到電纜外護套管17。
圖1c又示出一個與圖1a和圖1b的橫剖面平行的橫剖面圖，顯示一個在前乘客座位區(qū)域的截面圖。在前壁內(nèi)部分6的上側(cè)附著有一個氣囊4，所述氣囊4朝向汽車內(nèi)部由一個儀表盤遮蓋，所述儀表盤在圖中沒有示出。
圖1d示出經(jīng)根據(jù)本發(fā)明的前壁模件在方向盤軸某高度處的橫剖面圖。
在此可以很好地看出根據(jù)本發(fā)明的前壁模件具有一個，在圖1d中從左向右的，分層的結(jié)構(gòu)。
從左邊開始首先可以看到一個衍梁20。如在結(jié)合圖1a至1c觀察時已經(jīng)可以看到那樣，所述衍梁具有一個拱形的走向(最高點在車輛中部)。在橫剖面上，衍梁20基本上是“U字”形的并且包含彼此間隔開的加強筋。所述衍梁20用螺絲擰在前壁外部分21上。前壁外部分21在其外側(cè)具有一個金屬皮，所述金屬皮在其內(nèi)側(cè)由一個蜂窩狀塑料結(jié)構(gòu)加強。其上連接一個絕熱層18。再向右然后附著一個其內(nèi)含有一個過濾器15的過濾器盒16(分別在車輛每側(cè))。接著，安排一個連接到在左和在右車輛側(cè)上的集線器14的電線外護套管，但是在此圖中看不到(在圖1c中由標號7指代)。這些集線器產(chǎn)生前壁模件和車輛其余部分之間的電氣接口。它們起例如連接到馬達電子電路、或者連接到門鎖、連接到照明燈等等的作用。還有在這些集線器的區(qū)域中還進行一種優(yōu)選地把前壁模件用螺絲擰到汽車的A-柱上的連接。集線器可以在其尺寸或者接口定義上與各種車型匹配。從而可以為同一個前壁外部分組合各種集線器。
在圖1d中，再向右看，作為下一個位置，可以看到空調(diào)設備后壁11，所述后壁11與進一步向右安排的空調(diào)設備前壁9一起形成一個空腔。一個吹風機10、一個空調(diào)設備12的蒸發(fā)器以及一個發(fā)熱體13在每個車側(cè)附著在此空腔中。在右邊，連接至空調(diào)設備前壁9上的是除霜器槽8(參見圖1c)以及在汽車內(nèi)部空間分布空氣的通風道系統(tǒng)7。其上連接一個前壁內(nèi)部分7，在前壁內(nèi)部分7上固定轉(zhuǎn)向軸5。在圖3中，可以看到前壁內(nèi)部分6設有一個朝向汽車內(nèi)部的外皮，其中組裝排放[件]27、一個中間儀表盤28和一轉(zhuǎn)向軸罩29。
還要說明通過在根據(jù)本發(fā)明的前壁模件上的連接件的中間連接，可以把本發(fā)明的前壁模件適配于不同車體寬度。
圖2示出組裝在汽車的車體2上的一個前壁模件的透視圖。
衍梁20用螺絲擰在前壁模件的前壁部分21上。衍梁20用螺絲擰在汽車的一個縱梁2a上。為了表示清楚，在圖2中只示出單個縱梁，一個平行于所述縱梁的縱梁也位于根據(jù)圖2所示車輛的右側(cè)，但是在此圖中沒有示出?？v梁2a在其上端包含一個屬于所述縱梁的連接器2b，所述連接器2b起簡單連接到衍梁20上的作用。在圖2中同樣地可以方便地看到螺絲孔27，所述的螺絲孔27起把前壁模件用螺絲擰到汽車的A柱的區(qū)域上或者擰到由車體部分2c和2d形成的下前壁的區(qū)域中的作用。
下面參照圖3中的分解圖說明用圖4a至圖4r說明的根據(jù)本發(fā)明的對象的各個部件。
圖3示出一個車體2，帶有一個車地板2c以及車地板的加強件2d和一個向前突出的縱梁2a。一個對此更加詳細的圖示從圖4a得出(在圖4a中特別地還示出屬于縱梁2a的連接器2b，所述連接器以后可以用螺絲擰到衍梁20上)。在圖4a中開放的上前壁區(qū)域(在圖4a中用帶圓圈的標號33指代)由前壁模件1關閉。此前壁模件1形成前壁的同時，在其背離汽車內(nèi)部一側(cè)包含一個前壁外部分21(參見圖3)。所述前壁外部分21構(gòu)成為一個混合的部分。它由一個附著在背離車輛內(nèi)部空間的一側(cè)上的金屬壁21a和一個帶有交叉支柱或者一個蜂窩狀結(jié)構(gòu)的塑料部分21b構(gòu)成，所述塑料部分21b朝向車輛內(nèi)部安排。前壁外部分參見圖4a和4c，其中還可以看出螺絲孔27。同時，圖4b示出從車輛內(nèi)部觀察的前壁外部分21，而圖4c示出一個從相反方看的圖示。一個有基本上U字形橫截面的衍梁20形式的加強件用螺絲擰到前壁外部分21的背離車輛內(nèi)部一側(cè)。這用螺絲擰到衍梁2a上(在衍梁的細節(jié)方面還參見圖4d)。一個水盒19用螺絲擰到前壁外部分21上，所述水盒19含有刮水器馬達30(水盒參見圖4e)。
作為向著車輛內(nèi)部的另一個層，設有一個用于隔音和隔熱的隔離件18，所述隔離件連接進前壁外部分(參見圖4f)。由此進一步向車輛內(nèi)部看的是用于車輛每一側(cè)的帶有含于其中的過濾器15的過濾器盒16(參見圖4h和4i)。
還連接一個電纜外護套管17(參見圖4g)，電纜外護套管17在車體的A-柱區(qū)域中在右側(cè)和左側(cè)的橫向出口與集線器14(參見圖4j，此圖中示出右側(cè)的集線器)連接。作為下一層，連接一個空調(diào)的子構(gòu)件。一個空調(diào)設備后壁11(參見圖4k)以及一個空調(diào)設備前壁9(參見圖4o)包括對車輛內(nèi)部空間進行空調(diào)的各個元件。這些元件是(分別分開地對每半個車在左側(cè)和右側(cè))一個蒸發(fā)器12(參見圖41)、一個加熱體13(參見圖4m)以及一個風扇10(參見圖4n)。由于所有的空調(diào)裝置一起編組進一個單個子模件中，這可以非常容易地更換，或者可以依據(jù)客戶的希望個性地實現(xiàn)(可供選擇地，無空調(diào)設備、有空調(diào)設備、自動空調(diào)[裝置])。然后，除霜器槽8在左側(cè)和右側(cè)連接到空調(diào)設備前壁9以及用于在內(nèi)部空間分布空氣的通風道系統(tǒng)7(參見圖4p)。最后，連接前壁內(nèi)部分6，所述前壁內(nèi)部分6連接到外部分21從而囊括所有剛才說明的部件。前壁內(nèi)部分和外部分實際上可以在同時用任何材料構(gòu)成，優(yōu)選地塑料或者金屬板(件)。
在左側(cè)和右側(cè)，加強異型件31附著在前壁內(nèi)部分以容納轉(zhuǎn)向軸5。一個控制單元3可以附著在前壁模件1以下。在內(nèi)部側(cè)面，一個用于裝飾的外皮26連接到前壁內(nèi)部分6(還參見圖4q)。這含有一個排放器27、一個中間儀表盤28以及一個轉(zhuǎn)向軸5的罩(鑲板)29。
然后方向盤32連接到轉(zhuǎn)向軸5上(還參見圖4r)
權(quán)利要求
1.一種汽車的前壁模件(1)，用于形成限定汽車內(nèi)部的前壁的至少一個區(qū)域，其中所述前壁模件含有諸如一個內(nèi)部通風用的風扇(10)之類的功能單元或者類似物，其特征在于，所述前壁模件包含一個連接到車輛的兩個縱梁(2a)上的衍梁(20)。
2.如權(quán)利要求1所述的前壁模件，其特征在于，所述衍梁(20)用一種非直接配合連接到其余的前壁模件部分上。
3.如上述權(quán)利要求之一所述的前壁模件，其特征在于，所述衍梁(20)用一種非直接的配合連接到縱梁(2a)上。
4.如上述權(quán)利要求之一所述的前壁模件，其特征在于，所述衍梁(20)具有一種基本上U字形的橫截面。
5.如上述權(quán)利要求之一所述的前壁模件，其特征在于，所述功能單元是一個內(nèi)部通風的風扇(10)、一個過濾器(15)、一個內(nèi)部通風的加熱體(13)、一個空調(diào)裝置的一個蒸發(fā)器(12)、一個通風道系統(tǒng)(7)、一個電控汽車內(nèi)部元件的控制單元(3)、一個連接到所述控制單元的電纜外護套管(17)、一個氣囊(4)或者類似物。
6.如權(quán)利要求5所述的前壁模件，其特征在于，前壁模件包含連接到電纜外護套管(7)的集線器(14)，作為前壁模件和其余車輛部分的電氣接口。
7.如權(quán)利要求6所述的前壁模件，其特征在于，集線器(14)連接在前壁模件的橫向外側(cè)。
8.如上述權(quán)利要求之一所述的前壁模件，其特征在于，它具有一個帶有一個外殼(罩)的空腔結(jié)構(gòu)，其中所述外殼(罩)由向著汽車內(nèi)部的一個前壁內(nèi)部分(6)和背離汽車內(nèi)部的一個前壁外部分(21)形成。
9.如權(quán)利要求8所述的前壁模件，其特征在于，前壁外部分(21)和/或前壁內(nèi)部分(6)設計成一個金屬和塑料的混合部件。
10.如權(quán)利要求8或9所述的前壁模件，其特征在于，前壁內(nèi)部分(6)包含一個用于控制汽車的轉(zhuǎn)向盤軸(5)的容器和/或用于儀表盤(儀表面板)的容器。
11.如權(quán)利要求8至10之一所述的前壁模件，其特征在于，功能單元至少部分地安排在外殼內(nèi)。
12.如權(quán)利要求8至11之一所述的前壁模件，其特征在于，所述前壁模件具有一個分層的結(jié)構(gòu)，其中把各個功能單元作為子模件分層地布置在前壁外部分(21)和內(nèi)部分(6)之間。
13.如上述權(quán)利要求之一所述的前壁模件，其特征在于，所述前壁模件在一個上部區(qū)域中具有一個空心梁(24)，用于在汽車的擋風玻璃(22)的區(qū)域中穩(wěn)定前壁模件(1)。
14.如上述權(quán)利要求之一所述的前壁模件，其特征在于，所述前壁模件包含一個水盒(19)，用于收集從汽車的擋風玻璃(22)流下的液體。
15.一種含有如權(quán)利要求至14之一所述的前壁模件的汽車。
16.如權(quán)利要求15所述的汽車，其特征在于，前壁模件(1)形成汽車前壁的上部。
17.如權(quán)利要求16所述的汽車，其特征在于，前壁的下部分具有一個空心的截面。
18.如權(quán)利要求15至17之一所述的汽車，其特征在于，汽車在前壁的背離內(nèi)部的一側(cè)包含一個驅(qū)動馬達。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種一個汽車的前壁模件(1)以及一種具有所述前壁模件的汽車。本發(fā)明的前壁模件形成確定汽車的乘員室的前壁的至少一個區(qū)域，其中所述前壁模件含有諸如乘員室通風用的風扇(10)之類的功能單元或者類似物。所述前壁模件具有一個連接到車輛的兩個縱梁上的罩蓋件(20)。
文檔編號B62D65/00GK1652962SQ03810546
公開日2005年8月10日 申請日期2003年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月13日
發(fā)明者彼得·拉姆斯多夫, 莉迪婭·克羅伊茨, 埃里克·舍茨爾, 西格弗里德·穆勒, 克勞斯·福恩霍夫 申請人:佛吉亞內(nèi)飾系統(tǒng)有限公司, 寶馬股份公司