专利名称：减震支柱套管，带该减震支柱套管的车身前端和带该车身前端的汽车的制作方法
减震支柱套管，带该减震支柱套管的车身前端和带该车身
前端的汽车本发明涉及一种用于承接汽车减震支柱的减震支柱套管，一种带有上述减震支柱套管的汽车车身前端，尤其减震支柱套管与在侧面的车轮安装支撑件结构构成断面的连接，以及一种具有这种汽车车身前端的汽车。传统的汽车减震支柱套管用于安装底盘的减震支柱，并因而用于引入并进一步传递作用在车身或底盘上的力。因此减震支柱套管形成减震支柱与车身之间的连接。汽车车身前端的结构，由于保护乘客和行人的法律规定，以及对汽车车身前端扭转强度的要求，所以非常昂贵。由专利文献EP1081024A2已知一种汽车车身前端，包括两个设在侧面的纵梁，在纵梁的外侧，各一个轮罩与用于车轮悬架减震支柱的减震支柱套管连接。在这里，各自的减震支柱套管与隔板侧部焊接，使得向下封闭水箱并且与轮罩的后轮罩支撑上端连接。本发明所要解决的技术问题是，将汽车的汽车车身前端，尤其减震支柱套管这样刚性地设计，使得能保证更好地保护行人和乘客。该技术问题通过独立权利要求的主题解决。由从属权利要求得出有利的扩展方案。按本发明，汽车的减震支柱套管设计为由两部分组成。通过减震支柱套管的这种两部分式的结构，为通过减震支柱传入车身结构内的力提供一个附加的负荷路径，从而不再必须由单个支座承受。在一种实施例中，减震支柱套管具有两个分离的托座，尤其一个在上面的增强部分和一个在下面的部分。通过安装减震支柱套管上面的增强部分，为作用力提供一个附加的负荷路径。借助这一路径可附加地传出通过力传输的能量，尤其动能。这些作用力不是由一个构件单独承受，这对于其损耗并因而其持续工作特性起积极的作用。通过分布作用力， 可以与其作用角度无关更好地吸收作用力，这对于持续工作特性和/或在汽车正面碰撞时是有利的。这些力对相邻的汽车构件造成影响的危险也降到最低程度，以及这些相邻的汽车部件的耐疲劳强度基本上保持不受损害。此外，通过减震支柱可以有效抑制在力传入区域内塑性变形。减震支柱套管的这两个部分可分别设计为壳状，以及具有底部和边缘。这种形状也可称为穹顶状，有圆形顶端和边缘侧，因此圆形顶端在上方。在上面的增强部分在这里与下面的部分相匹配。减震支柱套管位于上面的增强部分的内径与下面部分的外径相应，使得减震支柱套管在下面的部分安装在减震支柱套管上面增强部分的内部。这种两个薄壳状结构设计的优点是，可以显著减小减震支柱套管的板厚度，因为在其中通过减震支柱向汽车结构传入力的面积，通过上部增强部分实现材料倍增。由此与现有技术相比可以明显减轻重量，这对于新型汽车C02排放量未来的法律规定将起积极的作用。此外，在上面的增强部分与减震支柱套管在下面的部分可以通过上面增强部分的底部与下面部分的底部之间的第一连接，以及通过这两个部分的边缘之间的连接互相连接。通过这种结构上的连接，不仅系统的扭转强度而且扭转刚度均能显著提高，因为在减震支柱套管上的力传入区内实现了材料倍增，以及这两个构件直接在它们的棱边处相互连接，由此构成一个单元并因而进一步稳定整个系统。按一种优选的实施形式，第一和第二连接由多个焊点构成，由此形成一种摩擦结合式连接，该连接进一步有助于整个系统的可靠性。按另一种实施例，所述减震支柱套管安装在汽车的车身前端内。因此，车身结构在汽车端壁区内可以特别抗扭刚性地设计。也可以在前照灯和散热器的区域内设计汽车车身前端的一种更加灵活的构型。例如用于承接发动机罩锁紧装置的止动横梁 (Schlossquertrager)或前照灯框架，它们的结构可以显著简化及其板厚可以显著减小，从而导致整个系统进一步减轻重量。按一种实施例，在减震支柱套管在上面的增强部分与内部车轮安装支撑件之间的连接，优选地相对于减震支柱水平布置，而在减震支柱套管在下面的部分与内部车轮安装支撑件的连接，优选地相对于减震支柱垂直布置，并因而垂直于在上面的增强部分的连接结构。通过在不同的平面内连接，整个系统的扭转刚度特别高，由此可以显著减小减震支柱的固定点在汽车行驶时沿所有三个空间方向的空间动态移动。采用这种连接方式，提高汽车车身的扭转刚度，这意味着减小扭转力的影响。在上面的增强部分与内部车轮安装支撑件可以借助传统的连接技术进行连接。为此例如是点焊或激光焊、铆接或咬合连接。减震支柱套管在下面的部分优选与内部车轮安装支撑件焊接。因此减震支柱套管可以借助传统的连接技术安装在汽车车身前端内。由此不发生附加的生产费用或需要附加的装配时间。此外，在上面的增强部分与内部车轮安装支撑件之间焊接连接的焊点相对于减震支柱水平排列，而在下面的部分与内部车轮安装支撑件之间焊接连接的焊点相对于减震支柱垂直排列，并因而互相垂直。在这里水平的意思是一个平行于减震支柱套管底部或顶端的平面，以及垂直在这里是表示一个垂直于减震支柱套管底部或顶端的平面。采用这种配置，焊点既承受剪切负荷，又承受拉伸负荷，由此显著改善汽车的持续工作特性。若焊点只承受拉伸负荷，则它们易于扯开并因而被认为危及汽车的持续工作特性。与现有技术相比，采用所述连接还能在汽车车身前端的正面区内传入较小的力。按另一种优选的实施形式，在减震支柱套管在上面的增强部分和在下面的部分与侧面的车轮安装支撑件共同构成一个闭合的箱形断面。该箱形断面形状配合地和与车轮安装支撑件在上面和下面连接的结构连接，以及提高整个系统的稳定性。此外，轮罩具有一个用于减震支柱的支承座的通孔，并因而与支承座一起形成局部的增强结构。由此不仅沿轴向而且沿径向可以避免由于支承座变形引起的某些变形。此外，这种汽车车身前端可以组合在汽车中。在此，汽车车身前端在汽车端壁区内抗扭刚性地设计，从而可以明显减轻整个汽车的重量，这又能对C02排放量未来的规定起积极的作用。总之可以肯定，通过本发明，在汽车车身正面区内传入小得多的力。通过减震支柱套管在不同的平面内连接，产生的能量可以有利地进一步传递，以及显著提高客舱的扭转刚度，并因而显著提高汽车对于乘客和行人的安全性。由此可以减小板厚并因而节省材料，这导致明显减轻整个汽车的重量，并因而导致显著减少C02排放量。因此采用本发明达到明显降低总重量，提高整个汽车车身前端的扭转刚度和抗扭强度，改善汽车的持续工作特性，以及通过所述在结构上的连接，明显改善对正面碰撞时能量的缓冲。现在根据附图详细说明本发明。
图1示意表示按本发明的轮罩和减震支柱套管的透视图；图2表示减震支柱套管在上面的增强部分与内部车轮安装支撑件按本发明连接的透视图；图加表示沿图2的线II a- II a的剖面，该剖面示出了在上面的增强部分与内部车轮安装支撑件的连接；图3示意表示减震支柱套管与按本发明的轮罩板材结构连接的透视图；图4示意表示按本发明的内部与外部车轮安装支撑件之间连接的透视图；以及图5示出了从按本发明的减震支柱套管与内部和外部车轮安装支撑件连接截取的局部的横截面视图。图1示意表示按本发明的汽车车身前端的轮罩4和减震支柱套管1的透视图。轮罩4在其上端与减震支柱套管1连接。减震支柱套管1在这里用于承接未示出的减震支柱，在减振支柱下端固定有前轮，前轮在一个由轮罩4和减震支柱套管1形成的半拱顶状空间内延伸。减震支柱套管1设计为两个部分。它由减震支柱套管1在上面的增强部分2和在下面的部分3组成，这两个部分分别设计为壳状，以及它们沿高度方向和沿纵向的走向不同。例如位于上面的增强部分近似横向，而减震支柱套管在下面的部分3有较大的负坡度并因而快速下降。减震支柱套管1的两个互相组合的构件2、3，通过在减震支柱套管上面增强部分的底部加与下面部分的底部3a之间的第一焊接12，以及通过在它们的边缘2b、!3b之间的第二焊接12互相连接。在此，减震支柱套管上面增强部分的底部加的内径与下面部分的底部北的外径相应，以及减震支柱套管在下面的部分3安装在减震支柱在上面的增强部分 2的内部。为了固定减震支柱的上端，减震支柱套管1在其表面有一个孔，该孔用作用于支承座的通孔9，以及有一些用于螺栓的通孔11，所述螺栓作为减震支柱的固定点。通过在减震支柱套管1表面和上边缘的焊接12实现在减震支柱与减震支柱套管之间连接的进一步增强。此外，作为汽车车身前端的部件还有前架的止动板10，该止动板在其上端与轮罩 4连接。图2示出了减震支柱套管上面增强部分2的壳状结构。该结构具有在减震支柱上向上凸拱的底部加，底部加过渡为上面增强部分2的边缘2b。图2的实施例表示，在减震支柱套管1上面增强部分2与内部车轮安装支撑件5之间的连接相对于减震支柱水平和垂直布置。减震支柱的作用线用点划线15表示。在这里， 所述连接借助传统的连接技术实现。在本发明按图2所示的实施形式中，在上面的增强部分2与内部车轮安装支撑件5焊接，以及连接的焊点7、7a相对于减震支柱的作用线15水平布置7和垂直布置7a。但连接也可以采用铆接、咬合连接等。
图加再一次清楚地表示前减震支柱套管在上面的增强部分2与内部车轮安装支撑件5的结构连接。图2的实施例表示，内部车轮安装支撑件5，从减震支柱套管1出发，首先具有一个与减震支柱套管相邻并垂直于减震支柱作用线15延伸的区段。该区段接着，在内部车轮安装支撑件5又有一个垂直于减震支柱作用线15弯曲的、远离减震支柱套管延伸的区段之前，过渡为一个长得多的、平行于减震支柱作用线15朝轮罩4方向延伸的区段。在这里，内部车轮安装支撑件5与减震支柱套管相邻的水平段，向下与上面增强部分的底部加连成一体，并在那里通过水平焊接7与所述底部连接。在上面的增强部分的边缘2b沿着平行于减震支柱作用线15延伸的那个区段延伸，以及在其端部与内部车轮安装支撑件5的这一区段的上端借助附加的垂直焊接7a连接。图3示出了轮罩4与按本发明的减震支柱套管1的组装。与图1中功能相同的部件采用同样的附图标记和不另行说明。在图3的实施例中，连接减震支柱套管下面部分3 与轮罩4板材结构的焊接连接，相对于减震支柱的作用线15垂直布置。图4示意示出了内部车轮安装支撑件5与外部车轮安装支撑件6的连接。这两个车轮安装支撑件5、6在上部增强部分的底部与内部车轮安装支撑件5之间焊点7的区域内互相连接。为了连接这两个车轮安装支撑件5、6，在这里采用C02或激光焊缝16。在图4所示的实施例中，外部车轮安装支撑件6，从减震支柱套管1出发，在它过渡为平行于减震支柱作用线15朝轮罩4方向延伸的区段，并在此区段端部重新与内部车轮安装支撑件的下部水平段连接之前，首先垂直于减震支柱的作用线15延伸。因此这两个车轮安装支撑件5、6在它们的连接之间形成一个空心体的表面。图5示出了从减震支柱套管1与内部车轮安装支撑件5连接截取的局部的横截面视图。内部车轮安装支撑件5与外部车轮安装支撑件6连接。这两个车轮安装支撑件5、 6在其前端、在减震支柱的上端区内以及在其下端互相连接。在这里安装凸缘13用于车轮安装支撑件在其前端固定两个车轮安装支撑件5、6，减震支柱套管在上面的增强部分2也安装在安装凸缘13上。在上面的增强部分2与内部车轮安装支撑件之间的水平焊接连接 7，在这里相对于减震支柱的作用线15水平布置。由此在减震支柱上端部区域内，在其中通过减震支柱传入力的那个面积上实现了材料倍增。内部车轮安装支撑件从凸缘13出发，首先垂直向下，平行于减震支柱的作用线15，一直延伸到在减震支柱套管下面部分3端部的安装凸缘14，该安装凸缘用于连接内部车轮安装支撑件5与减震支柱套管在下面的部分3。 在减震支柱套管在下面的部分3与内部车轮安装支撑件5之间的焊接连接8，相对于减震支柱的作用线15垂直地布置在内部车轮安装支撑件5垂直延伸部分的下端部上。接着，内部车轮安装支撑件5水平地向外部车轮安装支撑件6延伸，外部车轮安装支撑件6从在前部连接这两个车轮安装支撑件5、6的凸缘13出发，起先水平和接着垂直向下延伸。所说明的这些方向仍相对于减震支柱的作用线15而言。减震支柱套管在上面的增强部分2与在下面的部分3这样连接，使得它们与在侧面的车轮安装支撑件共同构成一个闭合的箱形断面。附图标记清单1减震支柱套管
2在上面的增强部分加上面增强部分的底部2b上面增强部分的边缘3减震支柱套管在下面的部分2b减震支柱套管下面部分的底部3b减震支柱套管下面部分的边缘4 轮罩5内部车轮安装支撑件6外部车轮安装支撑件7在上面的增强部分与内部车轮安装支撑件之间的水平焊接7a在上面的增强部分与内部车轮安装支撑件之间的垂直焊接8减震支柱套管在下面的部分与内部车轮安装支撑件之间的焊接9减震支柱支承座的通孔10前架的止动板11 通孔12减震支柱套管上增强的焊接13、14安装凸缘15减震支柱的作用线16内部与外部车轮安装支撑件之间的焊缝
权利要求
1.一种用于汽车的减震支柱套管，其特征在于所述减震支柱套管(1)设计为两部分式的。
2.按照权利要求1所述的减震支柱套管，其特征在于，所述减震支柱套管(1)具有在上面的增强部分( 和在下面的部分(3)。
3.按照权利要求2所述的减震支柱套管，其特征在于，所述减震支柱套管在上面的增强部分( 和在下面的部分C3)分别设计为壳状，以及具有分别一个底部(h、3a)和边缘 Obdb)，其中，所述在上面的增强部分O)与所述下面的部分C3)相匹配。
4.按照权利要求3所述的减震支柱套管，其特征在于，在上面的增强部分(2)与在下面的部分C3)通过所述在上面的增强部分的底部(2a)与下面部分的底部(3a)之间的第一连接，以及通过在上面增强部分的边缘Ob)与下面部分的边缘(3b)之间的第二连接相互连接。
5.按照权利要求4所述的减震支柱套管，其特征在于，第一连接和第二连接由多个焊点(12)构成。
6.一种带有按照权利要求1至5之一所述的减震支柱套管(1)的汽车车身前端。
7.按照权利要求6所述的汽车车身前端，其特征在于，所述减震支柱套管在上面的增强部分O)与内部车轮安装支撑件( 之间的连接水平地布置。
8.按照权利要求6或7所述的汽车车身前端，其特征在于，所述减震支柱套管在下面的部分C3)与内部车轮安装支撑件( 之间的连接垂直地布置。
9.按照权利要求6至8之一所述的汽车车身前端，其特征在于，所述减震支柱套管在上面的增强部分( 与内部车轮安装支撑件( 焊接或铆接或咬合连接。
10.按照权利要求6至9之一所述的汽车车身前端，其特征在于，所述减震支柱套管在下面的部分C3)与内部车轮安装支撑件( 焊接。
11.按照权利要求9或10所述的汽车车身前端，其特征在于，在上面的增强部分(2)与所述内部车轮安装支撑件( 之间焊接连接的焊点(7)水平地排列。
12.按照权利要求10所述的汽车车身前端，其特征在于，在所述减震支柱套管在下面的部分C3)与内部车轮安装支撑件( 之间的焊接连接的焊点(8)垂直地排列。
13.按照权利要求6至12之一所述的汽车车身前端，其特征在于，所述减震支柱套管在上面的增强部分( 和所述减震支柱套管在下面的部分C3)与一个在侧面的车轮安装支撑件共同构成闭合的箱形断面。
14.按照权利要求6至13之一所述的汽车车身前端，其特征在于，所述轮罩(4)具有用于减震支柱的支承座的通孔(9)。
15.一种带有按照权利要求6至14之一所述汽车车身前端的汽车。
全文摘要
本发明涉及一种减震支柱套管(1)，它设计为两部分式的，以及涉及一种带有这种减震支柱套管的汽车车身前端和涉及一种带有这种汽车车身前端的汽车。
文档编号B62D25/08GK102470900SQ201080030967
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月5日 优先权日2009年7月10日
发明者T.英德里克, U.米尔德纳 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司