專利名稱：有加強結構的汽車車身的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車車身，尤其車身前端，它在前架與車廂前壁或前圍板之間的過渡區內有結構加強裝置。
背景技術：
自支承的汽車車身典型地有沿汽車行駛方向位于客艙前面的前架，前架有在側面和基本上沿汽車縱向延伸的前縱梁。在這里，縱梁在將客艙與位于前面的發動機艙隔離的車廂前壁或前圍板區域內，與車廂前壁橫梁、在側面的車廂前壁板和/或與基本上沿汽車縱向延伸的側裙板，在結構上，亦即以傳力的方式，互相連接。此外，在所述過渡區內設包括輪罩板或車輪安裝板的輪罩。輪罩板典型地設計為向內曲拱。為了在結構上增強前架的連接，典型地采用加強結構，例如形式上為與車輪安裝或車廂前壁板的輪廓形狀相匹配的加強板。例如由DE19926352B4已知一種包括車身前端結構的汽車白車身，它有下部前縱梁和上部縱梁，它們分別連接一個減震托架并匯入側面A門柱內，A門柱向下與客艙側面的縱門檻連接。在這里，在汽車兩側分別設一個復合桿裝置，它在上部縱梁與為其配設的側面的縱門檻或側裙板之間，沿汽車高度方向斜向下以及沿汽車縱向向后延伸。縱梁、門檻或裙板、A門柱加長段以及前縱梁，在這里基本上處于一個沿汽車縱向和汽車高度方向定向的公共平面內。

發明內容
與此相對，現在本發明的目的是，改善尤其在前架與車廂前壁的過渡區內汽車車身的結構剛度，并與此同時尤其提高對于側面作用力的抵抗能力。在這里提出的另一個目的是，將汽車車身的總重量減到最小，以及尤其在汽車發生側向錯移的正面碰撞時，改善車身沿汽車橫向的結構剛性以及車身的侵入特性。上述目的首先通過這樣一種汽車車身來實現，其包括至少一個基本上沿汽車縱向延伸的前縱梁和包括沿縱向與之鄰接的第一加強件，該第一加強件以其背對縱梁的端段通過第二加強件支承在車身的底部結構上。所述第一加強件在這里尤其用于將縱梁支承在車身的車廂前壁結構上，并為此目的至少部分，尤其將其背對縱梁的端段，沿汽車橫向優選地向外延伸。在第一加強件上設第二加強件。第二加強件用于第一加強件向下定向地尤其支承在汽車車身的底部結構上。因此，第一加強件將背對縱梁的端段通過第二加強件支承在車身的底部結構上。這種支承方式優選地相對于縱梁延伸方向，或相對于沿汽車縱向與縱梁鄰接的縱梁或前架的加長段，側向錯移地進行。雖然下面僅針對一個前縱梁，但汽車車身典型地有兩個彼此對稱設計的側面縱梁結構。因此自動理解為，在這里所說明的加強結構和加強件應同樣關系到這兩個縱梁。按一種優選的設計，所述第一加強件在面朝前縱梁的端段的區域內基本上沿汽車縱向(X)延伸，而在背對前縱梁以及面朝第二加強件的端段的區域內，基本上沿汽車橫向 (y)，但至少相對于汽車縱向傾斜地延伸。第一加強件優選地向外伸出，并因而從縱梁和從典型地沿汽車縱向與縱梁鄰接的前架加長段突出。正是通過使第一加強件沿汽車橫向向外突出的端段借助第二加強件穩定化，因而可以提高汽車車身尤其在前縱梁與車廂前壁過渡區內的結構剛性。尤其通過第一加強件這種向外伸出的構型，也可以達到改善側面碰撞特性和在側面碰撞時使車身的側面侵入或變形的程度較輕。可以證明，所述的加強在正面碰撞側向錯移時也是有利的。因此通過所介紹的縱向框架結構也可以減小沿汽車縱向侵入放腳空間，以及尤其在側向錯移的正面碰撞時，可以達到沿汽車縱向在車身內更好的載荷引入或載荷分布。此外，按這方面的進一步發展規定，第一加強件與車輪安裝板或輪罩板的輪廓形狀對應地沿汽車橫向向外曲拱。第一加強件優選地設計為C形成型件，以及可以借助輪罩板封閉。橫截面設計為C形的第一加強件，在其兩臂優選地可以有向外突起的固定凸緣，加強件在其裝入位置借助這些固定凸緣貼靠在輪罩板上，并通過該凸緣段，例如借助焊接或類似的拼接或連接技術，可以與輪罩板固定連接。輪罩板在這里還可以起第一加強件C形橫截面型材的蓋板的作用。按另一項設計，第二加強件可以相對于汽車高度方向(ζ)向下和/或相對于汽車橫向(y)向外支承在側裙上，尤其支承在汽車車身處于內部的或內部的側裙板上。在這里側裙構成汽車車身支承第二加強件的底部結構的組成部分。第二加強件也可以類似于第一加強件與車輪安裝板的輪廓形狀相匹配，以及在其裝入位置支承在車輪安裝板上。第二加強件尤其可以起車輪安裝板或汽車車身車廂前壁橫撐的作用。按另一項優選的設計，前縱梁逆汽車行駛方向觀察過渡為斜向下延伸的前架加長段。在這里，前架加長段構成一種去往沿行駛方向設在后面的后縱梁或后架的中間段。因此前縱梁、前架加長段和后縱梁構成汽車車身基本上沿汽車縱向(X)延伸的縱梁結構。向外伸出的第一加強件在斜向下延伸的前架加長段上方延伸。尤其規定，第一加強件大體位于與前縱梁相同的高度水平上，尤其為了能將該前縱梁支承在車身的車廂前壁結構上。按另一項設計，第二加強件相對于汽車高度方向將下端段支承在底側的橫向結構上。在這里，此橫向結構優選地在側裙與前架加長段之間基本上沿汽車橫向(y)或相對于它傾斜延伸。此外，該橫向結構可在其下側設有安裝點，尤其設有所謂的主安裝孔，它們允許尤其在汽車車身生產過程的范圍內，按規定安裝和運輸汽車車身。此外橫向結構可以保證汽車起重器的安放或加勁。通過基本上沿汽車橫向(y)延伸的橫向結構以及通過支承在它上面的第二加強件，還可以向下支承并因此增強第一加強件向外伸出的區域。通過第一加強件、第二加強件和向下支承第二加強件的橫向結構，相對于汽車橫向(y)位于由縱梁和前架加長段構成的縱梁結構的外部，可以尤其在出現沿汽車橫向作用的力時，提高車身的結構和形狀剛度，以及相應地改善汽車車身的側面碰撞或側面侵入特性。
因此尤其規定，第一和第二加強件與前縱梁、前架加長段以及與底側的橫向結構一起，構成一種設計為閉合的框架結構。可能的從外面和從側面作用在汽車車身上的變形力，尤其可以由加強件承受，并將它們既傳入前架加長段也傳入前縱梁。根據所作用變形力的方向，變形力可以由加強件、前縱梁、前架加長段以及與底側的橫向結構構成的框架結構平行四邊形承受，并將它們傳入汽車車身承力的結構構件內。按另一項有利的設計，第二加強件有一個設計為擱腳斜坡的表面段。它將一端支承在底板和/或車身側裙上，以及相對于汽車高度方向斜向上以及沿行駛方向向前延伸。 在這里，所述表面段可以構成一個斜向上延伸的用于汽車駕駛員的腳的擱腳斜坡。因此第二加強件也可以保證乘客的舒適性能。尤其是，在第一加強件與底板或側裙之間延伸的表面段的斜度，可以與乘客的舒適性相調諧。此外在這方面規定，第二加強件的設計為乘客的腳的擱腳斜坡的表面段，將其背對底板或側裙的端段與第一加強件的下側和/或輪罩板鄰接。第二加強件的所述表面段也可以有至少一個增強結構的凹槽。它例如可以沿所涉及表面段的縱向延伸。借助一個或多個凹槽可以提高表面段本身的結構剛度。通過使用凹槽，設計為壁比較厚的板件可以用壁較薄但設有凹槽的板件代替，從而在總體上可以減輕車身并因而也能減輕汽車的重量。按另一項優選的設計，第二加強件有兩個基本上設計為平面但彼此成角度定向的表面段。在這里，這兩個表面段基本上設計為平面的，但沿不同的方向延伸并由此可以提高第二加強件本身的結構剛性。此外，按另一項優選的設計規定，第二加強件幾乎沿其整個外周緣有至少一個，優選地多個凸緣段，用于連接相鄰的車身構件。借助近似環形的表面段，第二加強件在其外輪廓的區域內，幾乎完全與相鄰的汽車部件，例如與第一加強件、與側裙、與側面車廂前壁、與車輪安裝板以及與底側的橫向結構和/或與底板鄰接，并且還分別與這些構件不可拆地連接。為了連接第二加強件，但也為了連接其他所有的汽車構件，可以使用任何傳統的如在車身制造時常用的那些拼接方法，例如點焊或激光焊，但也可以使用膠粘處理和鉚接以及咬口連接。此外，在另一項設計的框架內可以規定，第二加強件相對于汽車縱向(X)和/或相對于汽車高度方向(ζ)設置為與第一加強件至少部分重疊。為此第二加強件可例如有向上伸出的加長段，第二加強件將它至少部分伸到第一加強件型材截面上面，并在這里優選地沿汽車行駛方向位于它的前面。通過第二加強件不僅從下方而且也沿汽車縱向伸向第一加強件并支承在它上面， 第二加強件可以沿汽車縱向和沿汽車高度方向提供一種撐桿式功能。最后，按另一個獨立的方面，采用一種具有在前面所介紹的汽車車身的汽車，尤其轎車。


在下面參見附圖對實施例的說明中，闡述其他目的、特征和有利的應用可能性。其中
圖1表示第二加強件單獨的透視圖；圖2表示涉及縱梁和與之鄰接的前架加長段裝入狀態的與圖1相應的透視圖；圖3表示車身支承結構另一個透視圖；以及圖4表示包括底板的與圖3相應的視圖；圖5表示按圖4的第二加強件放大圖；以及圖6表示按圖5的加強件另一個視圖，包括與之側面毗鄰的內部側裙板；圖7表示沿圖2中A-A的截面；圖8表示沿圖2中B-B的截面；圖9表示前架支承另一種實施形式的透視圖；以及圖10表示沿圖9中A-A通過支承結構的橫截面。
具體實施例方式圖1中單獨表示的第二加強件18有兩個設計為基本上平面的表面段22、24，它們彼此成一個角度布置。在側面的表面段M，其表面法線基本上沿汽車橫向(y)延伸，而另一個表面段22的表面法線處于由汽車高度方向(ζ)與汽車縱向(χ)構成的x-z平面內。此外，表面段22J4通過設計為基本上直線的折屈或彎曲線25互相過渡。表面段 22還設有兩個增強凹槽40、42以及起汽車駕駛員離合器踏腳擱腳板的作用。因此該表面段 22從下部固定凸緣34出發斜向上并沿行駛方向傾斜向前延伸。設計為沖壓的薄板構件的加強件18，在其余的圖2至8中，用不同的視圖表示其在汽車車身10上的裝入位置。此外加強件18有一些部分互相直接過渡的固定凸緣段沈、28、 30、32、34、36、37，加強件18可以借助它們固定在汽車車身的毗鄰的構件上，從而在結構上加強該構件并提高在車廂前壁區內車身的扭曲和扭轉剛度。特別規定，第二加強件18，如圖3中舉例表示的那樣，向下朝底側橫向結構20的方向，支承第一加強件14沿汽車橫向(y)向外伸出的端段15。第一加強件14在這里優選地起汽車車身前縱梁12支架的作用，前縱梁12尤其在與一個圖中沒有明示的車廂前壁的連接區內，過渡為沿汽車橫向延伸的車廂前壁橫梁50以及過渡為前架加長段16。借助向外隆凸的加強件14，可以將前縱梁12支承在側面車廂前壁和輪罩板58上。 類似于第一加強件14，前縱梁12可以有橫截面設計為C形的金屬薄板型材。加強件14面朝前縱梁12的前部端段13，在這里優選地與縱梁12的橫截面形狀對應，為的是能形成面積盡可能大的搭接區和由此造成結構剛勁地連接縱梁12與加強件14。如圖3所示，為了與輪罩板58的構型相對應，第一加強件14設計為向外曲拱，以及有與之相應的大的曲率半徑，這特別適用于在板厚比較小的情況下引出和傳遞外部作用的碰撞或變形力。由圖2還可以看出，前縱梁12沿汽車縱向(χ)觀察過渡為斜向下延伸的前架加長段16，它同樣有C形剖面的構型，以及按圖7的截面圖它被底板56封閉。反之，第一加強件 14則沿前縱梁12的水平的、沿汽車橫向(y)向外伸出的加長段延伸，所以第一加強件14向外伸的自由端15有一個相對于前架加長段16或相對于底板56的高度錯移量，如由圖8的截面圖中可以看到的那樣。為了跨接所述高度錯移，設置第二加強件18。它尤其用于向下，尤其朝車身的底部結構方向，支承第一加強件14向外伸出的自由端15，車身底部結構包括側裙，尤其門檻內板60、底板56和底側的橫撐20，它舉例表示在圖3中。圖4所示的底板56還有一個大體設在中央沿汽車縱向延伸的中間底槽57。在圖8的截面B-B中可以看出，第二加強件18的表面段22相對于汽車縱向(χ) 和汽車高度方向(ζ)傾斜延伸。該表面段22在上面通過連接凸緣沈與第一加強件14的下部連接凸緣或與輪罩板58鄰接。表面段22向下通過連接凸緣34支承在底板56上，按圖7的截面Α-Α，底板56同時起前架加長段16型材蓋板的作用。在圖7的截面中還可以看到折屈或彎曲線25，加強件18的兩個設計為基本上平面的表面段22J4通過它們互相過渡。由圖7還可看出，加強件18在側面的表面段M通過下部連接凸緣30直接支承在底部結構的橫撐20上。基本上沿汽車橫向(y)延伸的那個橫撐20，如圖7所示有兩個主安裝孔21，它們用于在車身制造過程中將車身安裝在支承結構上。設計為薄板件的橫撐20，在圖7中將其左端段，向外與門檻內板60內側毗鄰，并在那里例如通過焊點與其連接。按類似的方式，加強件18在下面的凸緣30借助焊點66或焊縫與薄板件20連接。 底板56面朝加強件18有一個向上突起的固定凸緣62，底板56可以與它例如在一個或多個焊點52的地方連接。圖7還表示，加強板18還將位于外部的下支承凸緣37向下支承在門檻內板60的上側，并在那里例如通過設計為焊點39的拼接位置與之固定在一起。在圖1中向上與凸緣段37側向毗鄰地設另一個固定凸緣36，加強板18通過它可以固定在圖中未詳細表示的側面車廂前壁板44上。此外如在圖5和6中表示的那樣，第一加強件14的位于外部的端段15，還有一個與固定凸緣36大體對齊地貼靠的端側固定凸緣，在上方的第一加強件14借助它同樣可以固定在側面車廂前壁板44上。此外圖5中還表示了許多僅示例性示出的一個個焊點48、52、64，其中焊點48將加強板18的上面和側面的凸緣段沈、28與輪罩板58或與第一加強件14的下固定凸緣連接在一起，而固定點52設在底板56高處的凸緣段62區域內，以便將底板側向固定在凸緣段 24上。焊點64用于加強板18的下固定凸緣34與底板56連接，和與在底側橫向延伸的支承板20的從下面與底板56鄰接的固定凸緣連接。橫撐板20的另一端通過高處的固定凸緣M與輪罩板58連接，如舉例在圖8中表示的那樣。圖9和10表示第二加強件68另一種設計。與圖1至8中表示的加強件18不同， 它有一個向上沿汽車高度方向設計為表面段22延拓22的加長段，第二加強件68通過它至少部分貼靠在第一加強件14的C型材上。由此可以改善這兩個加強件14和68的相互連接和支承。尤其是，這種重疊的型材配置可以使第一加強件14向下得到更好的橫撐式支承。為了裝配，第二加強件68在其加長段70的區域內，在第一加強件14下部凸緣段所在的高度，有一個通孔72，連接或裝配設施76，例如焊接工具，可以穿過它，為的是例如將第一加強件14在結構上與位于下方的輪罩板58連接。第二加強件68向上伸的加長段70有基本上環形的凸緣段74，用于構成與第一加強件14面積盡可能大的連接和支承面。總之，第一加強件14借助通過第二加強件18、68達到的支承，可以實現減小其余車身構件和板件的板厚，從而可以在總體上導致車身10減輕重量。此外，尤其第二加強件 18在其外輪廓方面與鄰接的車身構件，亦即第一加強件14、輪罩板58、底板56、橫撐板20、 門檻內板60和/或車廂前壁側板44匹配為，使得在內門檻型材與車身前架或縱梁結構之間，可以造成總體上最佳的結構節點。由此提高車身的扭轉剛度，以及尤其相應地改善在側面碰撞時車身的侵入特性。圖示的實施形式僅表示本發明可能的設計，對它們可以設想并在本發明框架內的其他各種各樣改型方案。作為范例表示的實施例絕不在發明范圍、可應用性或構型可能性等方面成為設計限制。本說明書僅向專業人員展示按本發明實施例的一種可能的履行。因此可以對所說明構件的功能和布局進行多種多樣的變更，此時并不脫離通過以下的專利權利要求所定義的保護范圍或其等同保護范圍。附圖標記表
10汽車車身
12前縱梁
13端段
14加強件
15端段
16前架加長段
18加強件
20橫撐
21主安裝孔
22,24表面段
25彎曲線
26、28、30、32、34、36、37 凸緣段
39固定點
40,42凹槽
44側面車廂前壁板
48固定點
50車廂前壁橫梁
52固定點
M凸緣段
56底板
57中間底槽
58輪罩板
60門檻內板
62凸緣段
64,66固定點
68加強件
70加長段
72通孔
74凸緣段
權利要求
1.一種汽車車身，包括至少一個基本上沿汽車縱向(X)延伸的前縱梁(1 和包括沿縱向(X)與之鄰接的第一加強件(14)，該第一加強件(14)以其背對縱梁(1 的端段(15) 通過第二加強件(18 ；68)支承在車身的底部結構(20、60)上。
2.按照權利要求1所述的汽車車身，其中，所述第一加強件(14)在其面朝前縱梁(12) 的端段(1 的區域內基本上沿汽車縱向延伸，而在其背對前縱梁(1 以及面朝第二加強件(18 ；68)的端段(15)的區域內，基本上沿汽車橫向(y)延伸。
3.按照上述任一項權利要求所述的汽車車身，其中，所述第一加強件(14)以其背對前縱梁(12)的端段(15)相對于汽車橫向(y)向外延伸。
4.按照上述任一項權利要求所述的汽車車身，其中，所述第一加強件(14)與輪罩板 (58)輪廓形狀對應地沿汽車橫向(y)向外曲拱。
5.按照上述任一項權利要求所述的汽車車身，其中，所述第二加強件(18;68)相對于汽車高度方向(ζ)向下和/或相對于汽車橫向(y)向外支承在側裙(60)上。
6.按照上述任一項權利要求所述的汽車車身，其中，所述前縱梁(1 逆汽車行駛方向 (8)觀察過渡為斜向下延伸的前架加長段(16)。
7.按照權利要求6所述的汽車車身，其中，所述第二加強件(18；68)相對于汽車高度方向(ζ)將下端段(30)支承在底側的橫向結構00)上，此橫向結構00)在側裙(60)與前架加長段(16)之間基本上沿汽車橫向(y)延伸。
8.按照權利要求6或7所述的汽車車身，其中，所述第一和第二加強件(12、18;68)與前縱梁(12)、前架加長段(16)以及與底板側的橫向結構00) —起，構成一種閉合的框架結構。
9.按照上述任一項權利要求所述的汽車車身，其中，所述第二加強件(18)有設計為擱腳斜坡的表面段(22)，該表面段將一端(34)支承在底板(56)上，該表面段0 從底板 (56)出發相對于汽車高度方向(ζ)斜向上以及相對于汽車縱向(χ)斜向前延伸。
10.按照權利要求9所述的汽車車身，其中，所述第二加強件(18;68)的設計為擱腳斜坡的表面段0 以其背對底板(56)的端段06)與第一加強件(14)的下側鄰接。
11.按照權利要求9或10所述的汽車車身，其中，所述設計為擱腳斜坡的表面段02) 有至少一個增強結構的凹槽00、42)。
12.按照上述任一項權利要求所述的汽車車身，其中，所述第二加強件(18；68)有兩個基本上設計為平面以及彼此定向成夾角的表面段02、對)。
13.按照上述任一項權利要求所述的汽車車身，其中，所述第二加強件(18；68)沿其外周緣有至少一個，優選地多個凸緣段(沈、28、30、32、34、36、37)，用于連接相鄰的車身構件 (14、20、44、56、58、60)。
14.按照上述任一項權利要求所述的汽車車身，其中，所述第二加強件(68)相對于汽車縱向(χ)和/或汽車高度方向(ζ)設置為與第一加強件(14)至少部分重疊。
15.一種具有按照上述任一項權利要求所述汽車車身的汽車。
全文摘要
本發明涉及一種汽車車身，包括至少一個基本上沿汽車縱向(x)延伸的前縱梁(12)和包括沿縱向(x)與之相鄰的第一加強件(14)，它將背對縱梁(12)的端段(15)通過第二加強件(18；68)支承在車身的底部結構(20、60)上。
文檔編號B62D21/02GK102556165SQ20111035846
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月14日 優先權日2010年11月12日
發明者K.波爾, U.米爾德納 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司