专利名称：汽车车身前端的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车车身前端，其具有至少一个带有两个纵梁和一个碰撞横梁结 构的前架。两个碰撞盒固定在纵梁各自的前端部和碰撞横梁结构之间。
背景技术：
在汽车中使用这种碰撞盒来提高安全性。此外，通过使用这种碰撞盒可以减少在 速度较低的事故中车辆车身结构的损坏。为此，碰撞盒设计为变形体，该变形体这样装入汽 车中，使得该变形体在汽车撞上障碍物的情况下通过其变形部分地吸收产生的碰撞能量。 由此，碰撞盒减少了传递到车身结构，尤其是两个车辆纵梁上的碰撞能量，并且因此可以降 低或完全防止车身结构的损坏。由美国专利申请公开说明书US 2009/0200811A1已知这种带有碰撞盒的车辆车 身前端。为此，已知的汽车车身前端具有一个带保险杠横梁部件的保险杠系统，该保险杠系 统布置在刚性的车架上，并且具有挠性的保险杠外壳和可压缩的结构，该结构支承在外壳 上部区域和保险杠横梁部件与外壳的下部区域中的支承区段之间，该外壳与支承保险杠横 梁部件的碰撞盒一起固定在刚性车架的基础板上。图7以立体示意图示出了这种已知的汽车车身前端。在这种现有技术中，在汽车 前架31的两个汽车纵梁2和3上通过基础板37在汽车纵梁2和3的前端部6和7上布置 有碰撞盒4和5，该碰撞盒通过碰撞横梁9相连。这种汽车车身前端的缺点是，由于碰撞盒延伸得较长产生了较长的悬垂。此外，尽 管这种碰撞盒在正面碰撞时吸收能量，但如果碰撞有侧面分量，则这种能量的吸收明显减 小，因为在那种情况下碰撞盒只承受切应力，并且不会大量吸收能量而发生侧面弯曲。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种汽车车身前端，其在安全性能不变的 情况下，尤其在速度较低的事故中，具有改善并且缩短的结构以及减轻的重量。该技术问题按本发明通过一种汽车车身前端解决，其具有至少一个带有两个纵梁 和一个碰撞横梁结构的前架。两个碰撞盒固定在纵梁各自的前端部和碰撞横梁结构之间。 每个碰撞盒具有第一和第二边脚，这两个边脚共同固定在每个纵梁的前端部上并且呈V形 地朝碰撞横梁结构的方向过渡为相互张开的端部。张开的端部固定在碰撞横梁结构的端部 区域上。带有蜂窝状结构的连接结构布置在边脚之间。碰撞盒的这种由两个边脚组成的结构(该边脚从前架相互分开延伸并且在之间 设有吸收能量的中间结构)的优点是，确保了当碰撞不止发生在正面，而是基本上发生在 侧面时进行更好的保护。此外，内边脚的折弯使前架纵梁与碰撞横梁结构之间的距离缩短， 从而可以缩短悬垂长度。此外，碰撞盒张开成为V形的边脚使得碰撞横梁结构的抗弯刚度 升高，并且通过内边脚的张开可以更早地将负荷传递到碰撞盒自身上。此外，由于在碰撞横 梁结构上划分出了四个用于将碰撞能量导入V形碰撞盒的区域，碰撞横梁结构的变形区域被明显减小。由此也更好地保护发动机舱的成套设备不受损坏。在本发明的一种实施形式中，边脚形成圆弧。在此，第一边脚相对于碰撞横梁结构 圆弧状地向外拱曲，而第二边脚相对于碰撞横梁结构圆弧状地向内拱曲。这种圆弧状的弯 曲可以更好地将碰撞能量导入碰撞盒并且同时使得由新碰撞盒提供的碰撞横梁结构的支 承区域均勻地分布在下部碰撞横梁和上部碰撞横梁上。V形边脚可以具有封闭的椭圆形管型材或封闭的矩形型材。此外，每个边脚可以具 有由吸收能量的蜂窝状结构填充的U形型材。在此，边脚能够以其各自的后端部共同插入 并且可拆卸地固定在纵梁前端部的空心型材中。另一方面，边脚能够以各自的一个端部材 料接合地共同连接在基础板(anchorplate ；亦称地脚板或底座板)上，并且可拆卸地固定 在纵梁前端部的基础板上。由此可以形成带有V形张开的边脚的标准碰撞盒和布置在其间 的用于不同车辆模块的连接结构。碰撞盒可以在V形张开的端部内具有连接板，由此可以例如通过与碰撞横梁结构 的螺栓连接来简化安装。另一方面也可以的是，通过焊接或硬钎焊使张开的端部与横梁结 构材料接合地连接。然而这使得V形张开的碰撞盒的单独安装和适配较昂贵。在本发明的另一种实施形式中，连接结构的外轮廓与碰撞盒的边脚型材匹配。由 此由边脚和布置在其间的连接元件形成了一个统一的部件，并且可以作为保险杠构件安装 在不同的车辆中。碰撞盒的安装可以这样进行，即，边脚以其各自的后端部共同插入纵梁前 端部的空心型材中并且可拆卸地固定在该处。另一方面也可以的是，边脚以其各自的后端 部材料接合式地共同连接在一基础板上并且固定在纵梁前端部的一基础板上。此外规定，连接结构填充了 V形张开的边脚之间的间隙并且具有蜂窝状结构并且 与V形的边脚材料接合式地连接。这种材料接合式连接可以通过粘接、钎焊或熔焊实现。在本发明的另一种实施形式中，碰撞横梁结构具有两个碰撞横梁，其中，第一碰撞 横梁布置在碰撞盒上方，而第二碰撞横梁布置在碰撞盒下方，并且其中，碰撞盒在碰撞横梁 结构的左边和右边的端部区域内材料接合式地固定在碰撞横梁上。这种车辆车身前端的 优点是，一方面通过下方的第二碰撞横梁将碰撞盒的作用范围相对于车轮设置得比之前更 低。另一个优点在于，通过将碰撞横梁结构分为两个碰撞横梁，可以明显地减轻车辆车身前 端的重量。此外有利的是，通过将碰撞横梁结构分为两个碰撞横梁，在下部和上部碰撞横梁 之间形成了间隙，其可以改善沿行驶方向布置在后面的汽车冷却设备的冷却功能。在本发明的另一种实施形式中，在碰撞横梁之间的中心区域内布置有加固板。该 加固板构成碰撞横梁之间的间隔面并且将碰撞横梁之间的间隙分为左边和右边的冷却空 气通道。因此形成了该加固板的两种作用，一方面它可以将从中间进入的碰撞能量引向横 梁结构的右边和左边的端部区域并且引入碰撞盒，而另一方面将冷却空气流通过左边和右 边的冷却空气入口以有利的方式引向沿行驶方向布置在后面的车辆冷却器。为此，与上述现有技术中的有棱角的空心型材相反，碰撞横梁具有封闭的椭圆形 空心型材。这种封闭的椭圆形空心型材也使冷却空气更好地流入车辆冷却器中。此外，可 以通过廉价地将管型材变形实现这种封闭的椭圆形空心型材，这相对于按照现有技术的碰 撞横梁显著降低了成本。此外规定，第一碰撞横梁的空心型材的纵轴线斜向下地朝向车内倾斜，而第二碰 撞横梁的空心型材的纵轴线斜向上地朝向车内倾斜。由此形成了一个有利于流动的喷管，其增强了冷却空气到冷却设备的流动。还可以这样加强该型材，S卩，两个碰撞横梁的封闭的椭圆形空心型材与正面反向 地具有锥状增大的横截面。此外，这种锥状增大的横截面用于在碰撞横梁和固定在这两个 碰撞横梁间端部区域内的V形碰撞盒之间形成较大的连接面。如上面提到的，V形碰撞盒的 固定通过焊接连接、硬钎焊或通过借助基础板(在该基础板上固定有碰撞盒张开的端部) 的螺栓连接或铆接实现。因此，通过碰撞盒减轻了碰撞横梁的重量，以及实现了碰撞盒之间 在碰撞横梁上的较短距离。此外，在碰撞效率较高时可以缩短悬伸长度，并且形成一种整 体的前端结构，其能够作为能量吸收构件可更换地并且被标准化地安装在不同类型的车辆 中。
现在参照附图进一步阐述本发明。在附图中图1示出本发明一种实施形式的汽车车身前端的示意俯视图；图2示出带有连接结构的碰撞盒的示意俯视图；图3示出按图2的连接结构的示意横截面；图4示出按图1的碰撞横梁结构的示意立体图；图5示出沿图1的剖切线B-B剖切的碰撞横梁结构的示意横截面；图6示出沿图1的剖切线A-A剖切的碰撞横梁结构的示意横截面；图7示出按现有技术的汽车车身前端的示意立体图。
具体实施例方式图1示出汽车车身前端1的示意俯视图，其中，在该俯视图中省去了车身和发动机 组件，并且只可以看到冷却器结构23的轮廓以及在其周围的正面碰撞结构的组件。在此， 碰撞横梁结构8形成一个略微拱曲的、从端部区域11延伸至另一个端部区域12的弧形。该 略微拱曲的弧形可以将例如作用在加固板14中心的碰撞力通过较硬的碰撞横梁结构8传 递到碰撞盒4和5上。碰撞盒4和5各自分别由第一外边脚沈和第二内边脚27组成，并 且沿朝向碰撞横梁结构8的方向分别具有外部的张开的端部观和内部的张开的端部四。 此外，V形构造的碰撞盒4和5形成其边脚的后端部34和35，该后端部分别共同地向车辆 的纵梁2或3过渡。纵梁2和3可以为此具有基础板37，边脚以一基础板36固定在该基础 板37上。此外可以的是，边脚共同的后端部可以装入或固定在纵梁前端部相应的空心型材 中。在V形弯曲的端部之间布置有连接结构，其由吸收碰撞能量的材料构成并且在图2中 详细示出。图2示出了由外边脚沈和内边脚27组成的碰撞盒4的示意俯视图。在第一外边 脚沈和第二内边脚27之间布置有连接结构40，该连接结构与边脚沈和27的轮廓匹配并 且使吸收能量的连筋43-47以及吸收能量的纵隔板55、56、57和58连接成为一个蜂窝状的 结构，如下面的图3示出的那样。这个蜂窝状的结构由外壳48包围，并且以其外轮廓39与 边脚沈和27的尺寸匹配。边脚沈和27的管型材例如由3mm的铝合金板挤压成形，而连 接结构可以由厚度为2. 4mm的铝板构成。总的来说，碰撞盒4相比例如在前端部设有该碰 撞盒的车辆纵梁具有更大的弹性。
图3示出剖切按图2的连接结构40的示意横截面。在该横截面中可以看到九个 蜂窝，它们由相叠布置的横隔板51、52、53和讨以及纵隔板55至58构成。代替在此示出 的矩形蜂窝结构，也可以对连接结构40采用多边形的蜂窝结构。在此示出的碰撞盒5以及 设置在其间的连接结构40在碰撞横梁结构8的端部11处布置在上部碰撞横梁9和下部碰 撞横梁10之间。图4示出按图1的碰撞横梁结构8的示意立体图，该碰撞横梁结构8带有布置在 端部区域11和12中的V形碰撞盒4和5以及各自的连接结构40。在此可以清楚地看出， 碰撞盒4或5的张开的端部28和四固定在上部的第一碰撞横梁9和下部的第二碰撞横梁 10之间，使得在碰撞横梁9和10之间形成右边的冷却空气通道15和左边的冷却空气通道 16，这两个冷却空气通道通过上面提到的加固板14隔开。图5示出沿图1中剖切线B-B剖切的碰撞横梁结构8的示意横截面。该横截面示 出了第一上部碰撞横梁9和第二下部碰撞横梁10的椭圆形型材。碰撞横梁9和10的纵轴 线18相互倾斜地指向，使得在朝向图1中示出的冷却器的方向上入口横截面21明显大于 出口横截面22。由此，碰撞横梁9和10用作冷却空气流的喷管，因此可以通过图4中示出 的冷却空气通道15和16增强冷却空气流进入冷却器的流动。此外，碰撞横梁9和10的椭 圆形空心型材17具有从汽车正面开始锥状增大的横截面。该锥状增大的横截面接下来有 利于在碰撞横梁9和10之间安装图1和3中示出的V形碰撞盒4和5以及其连接结构40。图6示出沿图1中剖切线A-A剖切的碰撞横梁结构8的示意横截面。如上面已经 提到的，在该区域内布置有加固板14，该加固板通过熔焊或硬钎焊从正面固定在碰撞横梁 9和10上。该加固板14是实心的，并且在本发明的这种实施形式中具有IOOmm的最小厚 度。碰撞盒4和5以及其连接结构40至少在内部可以由蜂窝状的塑料区域组成并且具有 弹性的外壳，而碰撞横梁结构由抗拉和抗断裂的金属合金或铝合金构成。图7示出按现有技术的汽车车身前端30的示意立体图，它在开头已经说明，因此 在此不再重复。附图标记清单
1汽车车身前端
2车辆纵梁(左)
3车辆纵梁(右)
4碰撞盒(左)
5碰撞盒(右)
6车辆纵梁的前端部(左)
7车辆纵梁的前端部(右)
8碰撞横梁结构
9碰撞横梁(第一，上部)
10碰撞横梁(第二，下部)
11端部区域(右)
12端部区域(左)
13中心区域
14加固板
15冷却空气通道(右)16冷却空气通道(左)17空心型材18空心型材的纵轴线19冷却空气入口(右)20冷却空气入口(左)21入口横截面22出口横截面23冷却器结构24前棱边25前棱边26第一外边脚27第二内边脚28张开的端部29张开的端部30汽车车身前端(现有技术)31 前架32(边脚的)管型材33(边脚的)管型材34后端部35后端部36 (边脚的)基础板37 (纵梁的)基础板38边脚型材39连接结构的外轮廓40连接结构41蜂窝状结构42 间隙43 连筋44 连筋45 连筋46 连筋47 连筋48夕卜壳50蜂窝结构51横隔板52横隔板53横隔板54横隔板
55纵隔板56纵隔板57纵隔板58纵隔板
权利要求
1.一种汽车车身前端，具有-至少一个带有两个纵梁(2，3)和一个碰撞横梁结构(8)的前架(31)，-至少两个碰撞盒G，5)，该碰撞盒固定在所述纵梁(2，幻各自的前端部(6，7)和所述 碰撞横梁结构(8)之间，其中，每个所述碰撞盒(4，幻具有第一和第二边脚06，27)，这两个边脚共同固定在所述纵 梁0，3)的前端部(6，7)上并且呈V形地朝所述碰撞横梁结构(8)的方向张开，并且其中， 一个带有蜂窝状结构Gl)的连接结构GO)布置在所述边脚(沈，27)之间。
2.按权利要求1所述的汽车车身前端，其中，所述边脚(沈，27)形成圆弧，其中，所述第 一边脚06)相对于所述碰撞横梁结构(8)圆弧状地向外拱曲，而所述第二边脚(XT)相对 于所述碰撞横梁结构(8)圆弧状地向内拱曲。
3.按权利要求1或2所述的汽车车身前端，其中，所述边脚06，27)具有封闭的矩形空 心型材。
4.按权利要求3所述的汽车车身前端，其中，所述边脚(26，27)具有U形型材。
5.按权利要求3或4所述的汽车车身前端，其中，所述连接结构00)的外轮廓(39)与 所述边脚06，27)的型材(38)匹配。
6.按权利要求1至5之一所述的汽车车身前端，其中，所述边脚(沈，27)分别以一个 后端部(34，35)共同插入并且可拆卸地固定在所述纵梁0，3)的前端部(6，7)的空心型材 中。
7.按权利要求1至6之一所述的汽车车身前端，其中，所述边脚(沈，27)分别以一个后 端部(34,3 材料接合地共同连接在一基础板(36)上并且可拆卸地固定在所述纵梁(2，3) 的前端部(6,7)的一基础板(37)上。
8.按权利要求1至7之一所述的汽车车身前端，其中，所述连接结构00)填充了所述 V形张开的边脚(沈，27)之间的间隙02)并且与该边脚(沈，27)材料接合地连接。
9.按权利要求1至8之一所述的汽车车身前端，其中，所述连接结构00)粘接、钎焊或 焊接在所述边脚(沈，27)之间。
10.按权利要求1至9之一所述的汽车车身前端，其中，所述碰撞横梁结构(8)具有两 个碰撞横梁(9，10)，其中，第一碰撞横梁(9)布置在所述碰撞盒(4，幻上方，而第二碰撞横 梁(10)布置在所述碰撞盒(4，幻下方，并且其中，所述碰撞盒(4，幻在所述碰撞横梁结构 (8)的左边和右边的端部区域(11,1 内材料接合地固定在所述碰撞横梁(9，10)上。
11.按权利要求10所述的汽车车身前端，其中，在所述碰撞横梁(9，10)之间的中心区 域(1 内固定有一块加固板(14)，该加固板将所述碰撞横梁(9，10)之间的间隔面划分为 左边和右边的冷却空气通道(15，16)。
12.按权利要求10或11所述的汽车车身前端，其中，所述碰撞横梁(9，10)具有封闭的 椭圆形空心型材(17)。
13.按权利要求12所述的汽车车身前端，其中，所述第一碰撞横梁(9)的空心型材 (17)的纵轴线(18)斜向下地朝向车内倾斜，而所述第二碰撞横梁(10)的空心型材(17)的 纵轴线(18)斜向上地朝向车内倾斜。
14.按权利要求12或13所述的汽车车身前端，其中，所述碰撞横梁(9，10)的封闭的椭 圆形空心型材(17)具有与正面反向地呈锥状增大的横截面。
全文摘要
本发明涉及一种汽车车身前端(1)，其具有至少一个带有两个纵梁(2，3)和一个碰撞横梁结构(8)的前架(31)。两个碰撞盒(4，5)固定在纵梁(2，3)各自的前端部(6，7)和碰撞横梁结构(8)之间。每个碰撞盒(4，5)具有第一和第二边脚(26，27)，这两个边脚共同固定在每个纵梁(2，3)的前端部(6，7)上并且呈V形地朝碰撞横梁结构(8)的方向过渡为相互张开的端部(28，29)。张开的端部(28，29)固定在碰撞横梁结构(8)的端部区域(11，12)上。带有蜂窝状结构(41)的连接结构(40)布置在边脚(26，27)之间。
文档编号B60R19/34GK102145676SQ20101060952
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年2月5日
发明者斯坦尼斯劳·克利梅克 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司