專利名稱：用于汽車的車身的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車的車身，尤其是這種車身在發(fā)動機罩周圍的構(gòu)造，這種 構(gòu)造在與行人相撞時有效地保護頭部不會受到嚴(yán)重?fù)p傷。
背景技術(shù)：
所謂的顱腦損傷標(biāo)準(zhǔn)HIC發(fā)展成為評價行人受傷危險的尺度。HIC值由一些在具 有相當(dāng)于成人頭部或兒童頭部的質(zhì)量的測試體以一個給定速度與發(fā)動機罩對撞時測得的 減速值算出。為了允許進入道路交通，新開發(fā)的汽車車身必須低于預(yù)先給定的HIC邊界值， 這需要很大的優(yōu)化費用。傳統(tǒng)的汽車發(fā)動機罩包括由板料構(gòu)成的外殼和位于其下的、加固 外殼的骨架。該骨架只是逐點地，尤其通過發(fā)動機罩鉸鏈、發(fā)動機罩鎖等支承在位于其下的 車身支承結(jié)構(gòu)上。因此，碰撞時發(fā)動機罩每個部位的變形抗力根據(jù)其下方的骨架在碰撞部 位加固發(fā)動機罩的有效性和碰撞部位與骨架支承點的距離而變化。每個為了提高發(fā)動機罩 在中心區(qū)域內(nèi)的變形抗力而被引入的附加的發(fā)動機罩加固件會致使發(fā)動機罩在直接由骨 架加固的或靠近支承點的區(qū)域內(nèi)的剛度過大，以此滿足HIC的要求。已被證明，為了遵守HIC標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)動機罩首先應(yīng)當(dāng)具有較高的變形抗力，其在變形 之后大大減小。這種變形抗力的減小使得被撞的行人頭部在克服了初始抗力之后的減速程 度顯著小于在碰撞初始階段時的減速程度。但減速程度必須一直足夠強烈，使得在完全耗 盡發(fā)動機罩變形區(qū)域并且該罩撞上位于其下的非撓性汽車部件，尤其是發(fā)動機缸體之前， 使頭部運動完全靜止。為了還能夠在盡可能高的碰撞速度時防止頭部貫穿撞擊到不可變形 的部件上，重要的是，盡可能全部耗盡可用的變形區(qū)域。由未在先公開的申請DE 10 2009 042062. 2已知一種用于汽車的車身，其中，為 了提高具有骨架和外板的發(fā)動機罩的初始變形抗力，在發(fā)動機罩的骨架和汽車支承結(jié)構(gòu)之 間設(shè)有至少一個可壓扁的支架。試驗證明，在碰撞到這種發(fā)動機罩上時外板首先受損，由此 失去發(fā)動機罩的一部分變形區(qū)域，并且在外板受損之后才大大加重支架的負(fù)載使得該支架 被有效地壓扁。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，進一步改善這種車身的保護效果。該技術(shù)問題通過一種汽車車身解決，其包括支承結(jié)構(gòu)、鉸接在該支承結(jié)構(gòu)上的、具 有骨架和外板的發(fā)動機罩和至少一個布置在骨架和支承結(jié)構(gòu)之間的可壓扁的支架，一個與 支架在發(fā)動機罩的一側(cè)相對置的作用面通過一個延伸經(jīng)過骨架空腔的加固元件與外板連 接。通過該加固元件可以實現(xiàn)，已在撞擊的初始階段大大加重支架的負(fù)載，從而不必首先壓 縮外板。這樣可以將發(fā)動機罩可用的變形區(qū)域基本上無損耗地用于給碰撞中的行人減速。為了保證支架夾持在作用面上，后者優(yōu)選至少在兩側(cè)被向下延伸的壁包圍，該支 架嵌接在各壁之間。為了使罩在較小質(zhì)量的情況下不易彎曲或能夠沿罩邊緣有效地傳遞在碰撞中出現(xiàn)的基本向下指向的力，罩的外板和骨架優(yōu)選沿基本上垂直的肋條相互連接。作用面優(yōu)選固定在肋條上，以便利用其剛度。然后，加固元件優(yōu)選與作用面在發(fā)動機側(cè)的邊緣連接，以便在碰撞的情況下可以 將力在一方面通過垂直肋條而在另一方面通過加固元件從罩傳遞到作用面上。為了使支架在受力情況下縱向彎曲，肋條可以設(shè)計為在垂直力作用下比加固元件 更易彎曲。加固元件和向下延伸的各壁之一可以形成一個在受負(fù)荷時變形的空心肋，并且通 過該空心肋從側(cè)向朝支架擠壓，可以更容易地使支架被壓扁塌縮。加固元件優(yōu)選與貼靠在外板上的連接板連接在一起，以便通過該連接板將作用在 外板上的壓力導(dǎo)入加固元件中。為了制造加固元件和連接板之間形狀穩(wěn)定的、能負(fù)重的連接，至少一個褶皺部可 以分布在加固元件和連接板上，并且橋接在它們之間的折彎區(qū)域。根據(jù)第一種設(shè)計方案，作用面和加固元件可以與骨架構(gòu)成一體。為了此目的，作用 面和加固元件可以由一個尤其從骨架中自由切削出的舌部成型?？蛇x擇地，作用面和加固元件可以插入骨架的開口中。支架可以適宜地作用在前輪上方的支承結(jié)構(gòu)上，尤其是作用在跨越車輪罩的縱梁 上。支架可以簡單廉價地由扁鋼，尤其是板材成型，尤其是被裁剪并且彎曲。同樣可以 考慮其它材料如塑料。這使得支架也可以制造成擠壓成形件或壓鑄成形件。為了將HIC值減至最小，期待的是在碰撞開始時達到急劇的減速，這個減速隨著 發(fā)動機罩的變形急劇減弱。這尤其可以通過在壓扁時縱向彎曲的支架實現(xiàn)。為了使支架在 預(yù)先給定的負(fù)載中可靠并且可重復(fù)地開始彎曲，尤其也在沒有被設(shè)置在發(fā)動機罩邊緣的支 架直接支承的發(fā)動機罩中心區(qū)域發(fā)生碰撞的情況下，支架適宜地這樣設(shè)計，使得在支架被 壓扁的狀態(tài)下，支架的中間區(qū)段偏移離開發(fā)動機罩的中心。支架優(yōu)選包括多個沿支架縱向延伸的板狀元件。若這些板狀元件互成角度地設(shè)置 并且沿折邊連接，這些板狀元件可以通過倚靠的支撐來相互加固。各板狀元件優(yōu)選相互間 一體地連接。通過折邊被壓平，相互連接的各板狀元件可以在折彎狀態(tài)下第二次吸收能量。


本發(fā)明其它特點和優(yōu)點參照附圖由下列對各實施形式的說明中得出。在附圖中圖1是按本發(fā)明的汽車車身的前部視圖；圖2是在圖1的汽車車身中使用的發(fā)動機罩支架的視圖；圖3是剖切圖1中汽車發(fā)動機罩的側(cè)邊緣區(qū)域的示意剖面圖；圖4是按本發(fā)明第二種設(shè)計方案的與圖3相似的剖面圖；圖5是支架和在發(fā)動機罩側(cè)與支架相對置的作用面的立體圖；以及圖6是按一種變型方案的與圖5相似的視圖。
具體實施例方式圖1示出按本發(fā)明汽車車身1的前部區(qū)域的立體視圖。按已知的方法通過確定與 發(fā)動機罩后邊緣相鄰的翻轉(zhuǎn)軸線的鉸鏈，將發(fā)動機罩3與剛性的支承結(jié)構(gòu)連接。支承結(jié)構(gòu) 一般包括在按規(guī)定使用時彼此不可移動的車身部件，例如構(gòu)成內(nèi)部車架的橫梁和縱梁、固 定在其上的擋泥板4、車輪罩5、保險杠6等。圖1中部分剖切示出的發(fā)動機罩3以同樣本身已知的方式包括由板材構(gòu)成的外板 7和隱藏在該外板7下方的骨架8，該骨架包括至少沿外板的邊緣延伸的支撐和可能在圖中 不可見的、與發(fā)動機罩3交錯的支撐。該骨架8以本身已知的方式如外板7—樣由板材成 型并且被裁剪。在圖1的圖示中，在發(fā)動機罩3中剖切出一個可看見部分外板7和骨架8的剖面的 開口。骨架的沿發(fā)動機罩3側(cè)邊緣延伸的縱向支撐具有在該圖中用虛線表示的走向，并且 與外板7在其外邊緣上連接以及以距外板邊緣幾厘米的距離與該邊緣基本上平行地連接。 該支撐的寬度明顯大于其高度。在發(fā)動機罩3的開口中，可見隱藏在發(fā)動機罩3之下的兩個支架9中之一，兩個支 架9相互鏡面對稱地安裝在兩個前車輪罩5上，并且自由豎立地延伸到緊鄰分別在各車輪 罩5上方延伸的骨架8的支撐的下側(cè)。在支架9的上端和骨架8之間可以設(shè)有一個足以使 正常行駛中可能出現(xiàn)的發(fā)動機罩3的振動不會致使撞擊到支架9上的空氣縫隙；也可以考 慮，在支架9的上端和骨架8之間設(shè)置一個可彈性變形的減震層，該減震層雖然不會阻礙發(fā) 動機罩3閉合，但在罩3閉合后接觸支架9和骨架8并由此減弱罩3的振動。圖2示出支架9的立體視圖。由板料裁剪的一體式成型的支架9可以基本上分成 三個在其整個高度上延伸的元件10、11、12，它們分別沿折邊或彎邊13相互連接在一起。兩 個外部元件10、12沿支架9的縱向，亦即，基本上垂直地指向并且在縱剖面中沿基本上垂直 的剖面基本上直線地延伸。將一垂直定向的、在支架9 一半高度上中斷的褶皺14沖壓到中 間元件11中。褶皺14的深度從中斷部15向上和向下連續(xù)增大。這使得元件11在縱剖面 中獲得拱曲的形狀。褶皺14在中斷部15下方延伸的部分大約在支架9高度的四分之一處 達到最大的深度；從此處向下，褶皺14的深度又接近零，使得元件11在其下邊緣處經(jīng)過直 線的折痕線19過渡到固定在車輪罩5上的水平連接板16中。為了簡化起見，側(cè)面元件10、12在圖2中準(zhǔn)確沿直線地示出。但是通過在中間元件11 中沖壓褶皺14，這兩個側(cè)面元件10,12也可以同樣地，尤其沿折邊13在縱剖面中輕微拱曲。支架9的上端由兩個水平的三角形端面板17構(gòu)成，其分別具有一個與中間元件11 連接的棱邊和一個與外部元件10、12連接的棱邊。端面板17可以通過深沖與元件10、11、 12 —起在一道工序中成型；也可以考慮，支架9由帶有四個沿元件10、11、12的上邊緣伸出 的三角形連接板的板狀毛坯制成并且通過這些連接板兩兩折彎、彼此翻折并且例如通過點 焊相互連接而構(gòu)成端面板17。如圖1可知，在圖2中支架9面向觀察者的凹陷側(cè)在安裝狀態(tài)中面向發(fā)動機艙。如 果支架9在碰撞中被壓扁，元件11的中間區(qū)域在中斷部15的高度上從發(fā)動機艙朝相鄰的 擋泥板4的方向移位。在支架9和擋泥板4之間保留有一個自由空間，其寬度至少相當(dāng)于 支架9高度的一半，因此，當(dāng)支架9在中斷部15的高度上折彎時，此處在中斷部15上方和 下方形成的支架9的支腳可以基本上扁平地位于發(fā)動機罩3和車輪罩5之間。這樣在碰撞時發(fā)動機罩3實際上就可以下沉經(jīng)過支架9的整個高度。將支架9放置在骨架8的下方是必要的，以便利用骨架8的剛度，并且可以將可能 遠(yuǎn)離支架9作用在外板7上的撞擊力導(dǎo)入支架9中。為了確保不首先使骨架8塌縮，而是 隨著撞擊的開始就立刻將作用力導(dǎo)入支架9中，并且使支架折彎，根據(jù)本發(fā)明的一種實施 方案，骨架8在對置于支架9的作用面20的高度具有在圖3中示出的橫截面。圖3的剖面 沿汽車的橫向基本上垂直地延伸。發(fā)動機罩3的外板7在其側(cè)面邊緣處在構(gòu)成向內(nèi)敞開的 U形型材區(qū)段18和基本上垂直的邊緣條21的情況下向下折彎。骨架8的縱向支撐包括一 個幾乎水平的基板22，在其外緣處一個向下折彎的條形凸緣23與邊緣條21固定連接。一 個通過基本上水平的條形凸緣25支承外板7的、基本上垂直的壁M與基板22面向發(fā)動機 的內(nèi)邊緣連接。在支架9的高度上，從基板22中自由裁剪并且切出一個連接板，該連接板的寬度 沿汽車縱向略微大于支架9的寬度。由此得到的基板22的開口用沈表示。與外部凸緣23 連接在一起的連接板是彎曲的，以便在其與發(fā)動機罩3邊緣相鄰的區(qū)域內(nèi)形成水平的作用 面20、與之鄰接地朝向發(fā)動機形成一個向下指向的肋27，還與之相連地形成一個傾斜的壁 觀，該傾斜的壁通過一個在凸緣25和外板7的邊緣之間作用的凸緣四支承外板7。在碰撞 中骨架8的壁M通過使基板22向下彎曲可以較容易地塌陷，并且外板7的U形型材區(qū)段 19也很容易彎曲，而壁觀從撞擊開始就將撞擊力基本上未減弱地傳遞到支架9上，也就是 說尤其傳遞到其面向發(fā)動機的側(cè)面上。如圖2可見，該面向發(fā)動機的側(cè)面是空心的并且比 具有折邊13的外側(cè)更容易彎曲。因此，連接板的這種結(jié)構(gòu)使得支架9在過載時可靠地向外 折彎。圖3的實施形式從制造技術(shù)上來說相當(dāng)經(jīng)濟并且從材料耗費上來說也非常節(jié)省， 因為作用面20和壁觀不必使用附加的材料而可由骨架8本身構(gòu)成。然而這種方式的缺點 是，不能夠與骨架8的剛度無關(guān)地提高壁觀的剛度。只當(dāng)整個骨架8設(shè)計具有較高的壁厚 時，才可以在壁觀和作用面20的區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)加固。然而這既從材料耗費出發(fā)也從汽車重 量和與之關(guān)聯(lián)的燃料消耗的角度來看都是不被期望的。因此，根據(jù)圖4中示出的改進方案， 在支架9的高度上在骨架8的基板22中切開一開口 30，該開口延伸至靠近外部凸緣23的 根部處。由比骨架8厚的扁鋼形成的橋接件31插入開口 30中。該橋接件31還包括一個 與支架9相對置的水平作用面20、一個向下指向的肋27和與之連接的斜向上升高的、通過 凸緣四支承外板7的壁28。橋接件31外部的凸緣32與凸緣23和外板7的邊緣條21固 定連接。圖5是按第一種實施形式的支架9和橋接件31示意性立體視圖。作用面20在其 下側(cè)輕微凹陷，以便穩(wěn)定地夾持支架9。多個大尺寸的褶皺部33，此處兩個褶皺部與壁觀 和凸緣四支架之間的折痕線34相交，這樣就使得橋接件31的這個區(qū)域極其堅固。這種堅 固性確保，在撞擊到作用面20面向發(fā)動機的、與肋27相鄰的邊緣上時，在支架9上作用的 壓力比碰撞到作用面20的與凸緣32相鄰的外邊緣上時作用的壓力更大。因此，橋接件31 只能非常有限地屈從于撞擊力，也就是說，首先通過肋27向外地朝支架9的方向彎曲。與 作用面20的內(nèi)邊緣和外邊緣之間不均勻的載荷分布一樣地，這種作用在支架9上的側(cè)壓力 有利于使支架9向外縱向彎曲。圖6的橋接件與圖5的橋接件的區(qū)別基本上只在于兩個從作用面20中沿行駛方向向前或向后伸出的連接板35。該連接板35設(shè)計用于在開口 30之前或之后固定在基板 22上。該連接板也用于加固橋接件31和將撞擊力迅速并且未減弱地傳遞到支架9上。
在支架9承載時，元件10、11、12在中斷部15的高度上沿一直線定向，之后這些元 件也沿該直線縱向彎曲。相反，在各種情況下在支架9的上部和下部區(qū)域內(nèi)，至多有較小 的、迫使元件10、11、12沿折邊13分開的力起作用。支架9和罩3的強度這樣設(shè)置，使得 在相當(dāng)于兒童頭部的NACP(歐洲新車評估計劃)測試體碰撞時支架9在中斷部15的高度 上縱向彎曲，而元件10、11、12在支架9的上端部和下端部基本上保持其彼此原本的定向。 相反，相當(dāng)于成人頭部的NACP測試體的碰撞釋放了這么多的能量，使得支架9不僅縱向彎 曲，而且附加地將元件10、12在彎折區(qū)域的上方和下方這樣有力地彼此壓到一起，使得元 件10、12至少在支架的下部區(qū)域內(nèi)彼此展開，并且扁平地位于車輪罩5上。在設(shè)計支架時， 可以考慮為上述測試體預(yù)先規(guī)定的質(zhì)量或碰撞速度的變化(這些變化可能隨著NCAP測試 條件的更新而發(fā)生)，例如對于兒童頭部測試體從2. 5千克過渡到3. 5千克并且對于成人頭 部測試體從4. 8千克過渡到4. 5千克。支架兩個階段的壓扁使得支架9可以與測試體精確 的質(zhì)量或其碰撞速度是多少無關(guān)地這樣設(shè)計，使得發(fā)動機罩3 —方面足夠“軟”，從而滿足 較輕測試體的HIC標(biāo)準(zhǔn)，另一方面該發(fā)動機罩可以吸收足夠多的能量，從而阻止較重測試 體擊穿至發(fā)動機缸上。附圖標(biāo)記清單
1汽車車身
3發(fā)動機罩
4擋泥板
5車輪罩
6保險杠
7外板
8骨架
9支架
10元件
11元件
12元件
13折邊
14褶皺
15中斷部
16連接板
17端面板
isuBSMgg
19折痕線
20作用面
21邊緣條
22基板
M凸緣
7
撾壁
25凸緣
洸開口
27肋條
沘壁
四凸緣
30開口
31橋接部件
32外凸緣
33褶皺部
34折痕線
35連接板
權(quán)利要求
1.一種汽車車身，其包括支承結(jié)構(gòu)0、5、6)、鉸接在該支承結(jié)構(gòu)0、5、6)上的、具有骨 架(8)和外板(7)的發(fā)動機罩( 和至少一個布置在該發(fā)動機罩(3)的骨架(8)和所述支 承結(jié)構(gòu)(4、5、6)之間的可壓扁的支架(9)，其特征在于，一個與所述支架(9)在所述罩(3) 的一側(cè)相對置的作用面00)通過一延伸經(jīng)過所述骨架(8)的空腔的加固元件08)與所述 外板(7)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的車身，其特征在于，所述作用面OO)至少在兩側(cè)被向下延伸的 壁(27 ；23 ；32)包圍，所述支架(9)嵌接在所述壁(27 ；23 ；32)之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的車身，其特征在于，所述外板(7)和所述骨架(8)沿基本上 垂直的肋(21、23)相互連接并且所述作用面OO)與所述肋(21、23)連接。
4.如權(quán)利要求3所述的車身，其特征在于，所述加固元件08)與所述作用面OO)在發(fā) 動機側(cè)的邊緣連接。
5.如權(quán)利要求2和4所述的車身，其特征在于，所述加固元件08)和所述向下延伸的 壁之一形成一空心肋(XT)。
6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的車身，其特征在于，所述加固元件08)與一貼靠在 所述外板(7)上的連接板09)連接在一起。
7.如權(quán)利要求6所述的車身，其特征在于，至少一個褶皺部(33)橋接在所述加固元件 (28)和所述連接板(29)之間的折彎區(qū)域(34)。
8.如前述權(quán)利要求中任一項所述的車身，其特征在于，所述作用面OO)和所述加固元 件08)與所述骨架(8)構(gòu)成一體。
9.如權(quán)利要求8所述的車身，其特征在于，所述作用面OO)和所述加固元件08)由一 個從所述骨架(8)中自由切削出的舌部成型。
10.如權(quán)利要求1至7之一所述的車身，其特征在于，所述作用面OO)和所述加固元件 (28)插入所述骨架(8)的開口(30)。
11.如前述權(quán)利要求中任一項所述的車身，其特征在于，所述支架(9)在前輪上方作用 在所述支承結(jié)構(gòu)G、5、6)上。
12.如前述權(quán)利要求中任一項所述的車身，其特征在于，所述支架(9)由扁鋼成型。
13.如前述權(quán)利要求中任一項所述的車身，其特征在于，在所述支架(9)被壓扁的狀態(tài) 下，設(shè)置在所述發(fā)動機罩(3)邊緣上的支架(9)的中間區(qū)段(15)偏移離開所述發(fā)動機罩 (3)的中心。
14.如前述權(quán)利要求中任一項所述的車身，其特征在于，所述支架(9)包括多個在橫截 面上互成角度布置的板狀元件(10、11、12)。
15.如權(quán)利要求14所述的車身，其特征在于，所述板狀元件(10、11、12)相互間沿折邊 (13) 一體地連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車車身，其包括支承結(jié)構(gòu)(4、5、6)、鉸接在該支承結(jié)構(gòu)(4、5、6)上的、具有骨架(8)和外板(7)的發(fā)動機罩(3)和至少一個布置在發(fā)動機罩(3)的所述骨架(8)和所述支承結(jié)構(gòu)(4、5、6)之間的可壓扁的支架(9)。一個在所述罩(3)側(cè)與所述支架(9)相對置的作用面(20)通過一延伸經(jīng)過所述骨架(8)的空腔的加固元件(28)與所述外板(7)連接。
文檔編號B62D25/10GK102092358SQ201010570938
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者烏維·施米茨, 喬基姆·謝弗, 伯恩德·德雷爾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司