具有动力传动系统捕集器装置的道路车辆的制作方法

本发明涉及道路车辆，并且具体地涉及用于在正面撞击的情况下约束动力传动系统的移动的动力传动系统捕集器装置。

背景技术：

众所周知，将车辆的动力传动系统安装在车辆前端处的通常被称为发动机舱的舱中。

在车辆被卷入高速正面碰撞的情况下，通常情况是动力传动系统可能从其安装件上脱落并以不受约束的方式行进，这是不希望的，因为它会干扰被设计成减少这种碰撞的影响的其他设备(例如，可变形的前端构件)的操作。

另一个问题是，这种不受约束的动力传动系统可能向后移动并撞击将发动机舱与乘客舱隔开的舱壁(bulkhead)。这是不希望的，因为它会导致舱壁侵入乘客舱。

与提供强有力且坚固的动力传动系统捕集器装置相关联的一个问题是在正常使用期间动力传动系统在其安装件上有显著的运动，并且因此固定的刚性约束装置不适合使用。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种具有动力传动系统捕集器装置的车辆，该动力传动系统捕集器装置在正面撞击的情况下能够有效地约束动力传动系统的移动，同时允许动力传动系统在正常使用期间在其安装件上运动。

根据本发明的第一方面，提供了一种道路车辆，其具有动力传动系统、将所述车辆的其中安装有所述动力传动系统的前舱与所述车辆的乘客舱分开的舱壁以及包括动力传动系统捕集器和形成所述车辆的一部分的相对于所述动力传动系统捕集器向后定位的横向结构构件的动力传动系统捕集器装置，其中所述动力传动系统捕集器被设置在所述动力传动系统和所述横向结构构件之间并且包括远离所述动力传动系统的结构部件延伸的刚性臂部分和远离所述臂部分朝向所述横向结构构件向后延伸的冲头构件部分，所述冲头部分具有撞击表面，所述撞击表面在正常使用期间与所述横向结构构件的削弱区域间隔开，并且在所述动力传动系统向后移位的情况下，所述撞击表面撞击所述横向结构构件的所述削弱区域，从而使所述冲头部分挤着穿过所述横向结构构件的所述削弱区域以形成孔，所述冲头部分与所述孔紧密接合。

横向结构构件可以位于车辆上、在动力传动系统捕集器和将前舱与乘客舱分开的舱壁之间。

车辆可以具有从舱壁向前延伸的左手侧纵梁和右手侧纵梁，并且横向结构构件可以在一端被紧固到左手侧纵梁并且在相反端处被紧固到右手侧纵梁。

横向结构构件可以是用于支撑前舱中的动力传动系统的副车架的后横跨构件(crossmember)。

副车架还可以具有左手侧构件、右手侧构件和前横跨构件，并且后横跨构件可以分别经由左手侧构件和右手侧构件被紧固到左侧纵梁和右侧纵梁。

动力传动系统捕集器可以被形成为动力传动系统的结构部件的组成部件。

替代地，动力传动系统捕集器可以是被紧固到动力传动系统的结构部件的单独的组件。

动力传动系统捕集器装置还可包括行程止动件，以在冲头构件与孔接合之后限制动力传动系统的向后移动。

行程止动件可以被形成为动力传动系捕集器的一部分。替代地，行程止动件可以被形成为横向结构构件的一部分。

横向结构构件可以是由具有重叠边缘部分的上构件和下构件形成的箱形截面梁，所述边缘部分被固定在一起以形成该箱形截面梁。在这种情况下，组合形成箱形截面梁的前面的上构件和下构件的至少一个边缘可以凹入以形成切除部，该切除部形成削弱区域。

在削弱区域中可能仅有一种厚度的材料形成箱形截面梁的前面。

为了在削弱区域中进一步削弱横向结构构件，形成箱形截面梁的前面的上构件和下构件在横向结构构件的削弱区域中可以不被固定在一起。

附图说明

现在将参考附图以示例的方式描述本发明，其中：

图1是道路车辆的前端的图示，其示出了安装在车辆前舱中的动力传动系统；

图2是车辆前端的一部分的图示下侧视图，其示出了根据本发明的动力传动系统装置的第一实施例；

图3是图2中所示的动力传动系统捕集器装置的从下方看的放大示图；

图4是形成图2和图3中所示的动力传动系统捕集器装置的一部分的横向结构构件的从上方看的示图；

图5是车辆前端的下侧视图，其示出了图2至图4的动力传动系统捕集器装置的位置；

图6是横向结构构件(例如图2至图4中所示的横向结构构件)的中心部分的示意性侧视图，其示出了其作为箱形截面梁的构造和用于产生削弱区域的第一布置；

图6a是图6中a-a线上的零碎横截面图(scrapcross-section)；

图6b是图6中b-b线上的零碎横截面图；

图7是横向结构构件(例如图6中所示的箱形截面梁)中的削弱区域的替代构造布置的侧视图；

图8是示出在组装以形成箱形截面梁之前的图7的箱形截面梁的上构件和下构件的侧视图，其示出了用于在组装时产生削弱区域的两个切除部分；

图9a是通过如图6b中所示的箱形截面梁的零碎横截面图，其示出了在车辆正常使用期间的动力传动系统捕集器的第一实施例，动力传动系统捕集器形成该车辆的一部分；

图9b是类似于图9a的视图，但示出了动力传动系统捕集器由于动力传动系统的向后移动而在箱形截面梁的前面中形成开口，动力传动系统捕集器连接到动力传动系统；

图9c是类似于图9a和图9b的视图，但示出了动力传动系统捕集器接合在其已形成的孔中并且与行程止动件接触，该行程止动件被形成为箱形截面梁的用于阻止动力传动系统的进一步向后运动的一部分；

图10a是通过如图6b中所示的箱形截面梁的零碎横截面图，其示出了在车辆正常使用期间的动力传动系统捕集器的第二实施例，动力传动系统捕集器形成该车辆的一部分；

图10b是类似于图10a的视图，但示出了动力传动系统捕集器由于动力传动系统的向后移动而在箱形截面梁的前面中形成开口，动力传动系统捕集器连接到动力传动系统；

图10c是类似于图10a和图10b的视图，但示出了行程止动件被形成为动力传动系统捕集器的接合箱形截面梁以阻止动力传动系统的进一步向后运动的一部分；

图11a是被形成为单个部件的横向结构构件的示图，其具有用于产生削弱区域的替代布置；

图11b是图11a中所示的削弱区域的放大视图，其示出了三种替代的削弱布置；

图11c是图11a和图11b中在线y-y上的横截面图，其示出了动力传动系统捕集器接近横向结构构件；和

图12是图11b中箭头e方向的视图，以放大的比例示出了动力传动系统捕集器的末端部分。

具体实施方式

参考图1，示出了为参考目的而提供的道路车辆1的前端。车辆1具有从舱壁6向前延伸的一对纵梁12l、12r，以支撑在车辆1的前端处的保险杠横梁13。

动力传动系统19以虚线轮廓线被示为由车辆1的前舱7中的副车架14支撑。副车架14被紧固到两个纵梁12l、12r，以便为动力传动系统19提供强有力的支撑。

动力传动系统19通过多个柔性安装件(未示出)被连接到副车架14，以便减少从动力传动系统19到车辆1的其他部件(例如乘客舱8)的振动传递。

如本领域所公知的，乘客舱8通过舱壁6与前舱7隔开。

动力传动系统捕集器30被示意性地示为从动力传动系统19下垂，以便与副车架14的横向结构构件15间隔开。横向结构构件15包括削弱区域20，在发生碰撞的情况下，动力传动系统捕集器30在动力传动系统19向后移动的情况下与削弱区域20接合。

图1提供了参考方向，其中双箭头t-t表示车辆1的横向轴线，双箭头v-v表示车辆1的竖直轴线，并且双箭头f-r表示车辆1的纵向轴线，其中“f”表示前而“r”表示后。在全文中使用这些参考来表示物体的方位，并且因此被称为“横向延伸”或称为“横向”的物体将被布置成基本上在横向轴线t-t的方向上延伸。

应当理解，术语“乘客舱”是指能够容纳一个或多个乘员的任何舱。

具体参考图2至图9c，更详细地示出了动力传动系统捕集器装置的第一实施例，其用于在发生严重正面碰撞的情况下阻止形成道路车辆1的一部分的动力传动系统19的移动。

动力传动系统捕集器装置形成道路车辆(例如，图1中所示的道路车辆1)的一部分。

如前所述，车辆包括舱壁6(在图5中以虚线示出)，舱壁6将车辆1的其中安装有动力传动系统19的前舱7与车辆1的乘客舱8分开。

根据本发明，动力传动系统捕集器装置包括动力传动系统捕集器30和相对于动力传动系统捕集器30向后定位的横向结构构件15。

动力传动系统捕集器30被设置在动力传动系统19和横向结构构件15之间，并且在该实施例的情况下，包括远离动力传动系统19的结构部件19a延伸的刚性臂部分31以及远离臂部分31朝向横向结构构件15在车辆1的向后方向延伸的冲头构件部分32。

动力传动系统捕集器30被形成为动力传动系统19的结构部件19a的组成部件。在该示例的情况下，结构部件是将发动机19e连结到电机19m的铸造金属配接环(adaptorring)19a。

然而，应当理解，在另一些实施例中，结构部件可以是动力传动系统的任何结构上强有力的部件，例如，诸如发动机的气缸体、变速器壳体或电机的外壳。

动力传动系统捕集器30通过与配接环19a一体铸造而被形成为动力传动系统19的结构部件19a的组成部件。然而，应当理解，在另一些实施例中，动力传动系统捕集器可以是单独的组件，其通过例如螺纹紧固件被紧固到动力传动系统的结构部件。

如图3所示，刚性臂部分31由两个凸缘31a、31b和中央腹板31c组成，并且基本为l形，其中刚性臂部分31从配接环19a向下延伸，并且冲头部分32从刚性臂部分31的下端向后延伸。

冲头部分32在其自由端处具有撞击表面33(在图2至图5中不可见)，在正常使用期间，撞击表面33与横向结构构件15的削弱区域20间隔开。

在该示例的情况下，横向结构构件呈副车架14的后横跨构件15的形式，其用于支撑前舱7中的动力传动系统19。

除了后横跨构件15之外，副车架14还具有左手侧构件17l、右手侧构件17r和前横跨构件16。后横跨构件15借助于螺纹紧固件18分别经由左手侧构件17l和右手侧构件17r被紧固到左手侧纵梁12l和右手侧纵梁12r。

形成横向结构构件的后横跨构件15在该示例的情况下由箱形截面梁形成，该箱形截面梁由c形的上构件15u和下构件15b形成，上构件15u和下构件15b通过连续焊接工艺被固定在一起，该连续焊接工艺产生焊接接头26。在另一些示例中，上构件15u和下构件15b可以通过一些其他方法(诸如，例如，点焊或铆接)被固定在一起。

上构件15u和下构件15b具有自由边缘15ue和15be，并且沿后横跨构件15的前面15f和后面15r彼此重叠，以形成沿着后横跨构件15的前面15f和后面15r延伸的重叠区域“p”(见图6a)。在该示例的情况下，上构件15u覆盖下构件15b以形成重叠区域“p”。

形成后横跨构件15的前面15f的一部分的上构件15u的边缘15ue在上构件15u的边缘15ue中具有凹部21。凹部21通过在后横跨构件15的前面15f上产生切除区而形成箱形截面梁15的削弱区域20，在削弱区域20中仅有一种厚度的材料形成后横跨构件15的前面15f。在该示例的情况下，所述一种厚度的材料是形成后横跨构件15的下构件15b的重叠部分的材料。然而，应当理解，如果，作为替代，切除区在下构件15b中形成，那么形成后横跨构件15的前面15f的所述一种厚度的材料将是上构件15u。

提供单一材料的厚度使得动力传动系统捕集器30的冲头部分32能够更容易地冲穿后横跨构件15，如将在下文中更详细地描述的。为了进一步削弱后横跨构件15，形成前面15f的上构件15u和下构件15b在削弱区域20的区域中未被固定在一起。任何固定手段(如缝焊或点焊)延伸直到削弱区域20或位于削弱区域20附近，以便防止削弱区域20外部的不希望的变形，这种变形可能降低冲头部分32与孔20的接合的稳定效果。

后横跨构件15位于动力传动系统捕集器30和将前舱7与乘客舱8分开的舱壁6之间，使得在动力传动系统19向后移动的情况下，动力传动系统捕集器30将接触后横跨构件15。更具体地，在动力传动系统19向后移位的情况下，冲头部分32的撞击表面33将撞击后横跨构件15的前面15f上的削弱区域20，从而使冲头部分32冲穿后横跨构件15的削弱区域20，以在后横跨构件15中形成孔22(见图9c)。此后，冲头部分32保持与孔22紧密接合，从而约束动力传动系统19的竖直移动和动力传动系统19的横向运动。

应当理解，冲头部分32具有与通过其形成的孔22互补的形状。

如图6a、图6b和图9a至图9c中所示，后横跨构件15包括行程止动件15s，以在冲头构件32与孔22接合之后限制动力传动系统19的向后移动。在该示例的情况下，行程止动件由被紧固在后横跨构件15内部的c形构件15s形成，但是应当理解，行程止动件也可能以某种其他方式形成，例如，使上构件15u和下构件15b中的一个成形来形成行程止动件。

如下文参考图9a至图9c所述的，行程止动件15s被动力传动系统捕集器30的冲头部分32的撞击表面33接合，以通过将力从动力传动系统19通过动力传动系统捕集器30传递到行程止动件15s和后横跨构件15来约束动力传动系统19在向后方向上的进一步移动，后横跨构件15将以受控方式偏转，从而吸收能量。与无约束条件相比，后横跨构件15的这种变形将减少动力传动系统19的向后移动，使得根据从动力传动系统19传递的力的大小以及未变形的后横跨构件15与舱壁6的距离，显著减少或防止动力传动系统19与舱壁6的接触。

在图7和图8中，示出了用于产生削弱区域的替代布置，其使用两个而不是一个切除区来在后横跨构件15中产生削弱区域。

在图8中，形成后横跨构件15的上构件55u和下构件55b被示为在组装之前位于削弱区域60的区域中。

在该示例的情况下，形成后横跨构件15的前面的一部分的上构件55u的边缘55ue被切除以在上构件55u的边缘55ue中形成凹部61u，并且形成后横跨构件15的前面的另一部分的下构件55b的边缘55be被切除以在下构件55b的边缘55be中形成凹部61b。

当上构件55u和下构件55b被组装在一起时，由凹部61u、61b形成的两个切除部通过在后横跨构件15的前面上产生其中仅有一种厚度的材料形成前面的区来限定后横跨构件15的削弱区域60。

具体参考图9a至图9c，其示意性地示出了动力传动系统捕集器装置如何操作。

在图9a中，动力传动系统捕集器30的冲头部分32被示为在车辆1的正面碰撞之前处于正常使用位置。在该正常位置，冲头部分32的撞击表面33与后横跨构件15的前面15f间隔开。因此，动力传动系统19在其安装件上自由移动，并且动力传动系统19或动力传动系统捕集器30与后横跨构件15之间不接触。

在图9b中，动力传动系统19通过正面碰撞已经向后移动，并且冲头部分32已撞击后横跨构件15的前面15f，使得撞击面33冲穿后横跨构件15的削弱区域20。这使得上构件15u和下构件15b的边缘附近的材料分别发生塑性变形，从而在后横跨构件15的前面15f中形成开口。

在图9c中，动力传动系统19的向后运动继续，使得冲头部分32的撞击面33撞击行程止动件15s。在冲头部分32的这个完全接合位置，通过冲头部分32形成了与冲头部分32的尺寸相对应的孔22。冲头部分32此后保持与其产生的孔22紧密接合以防止动力传动系统19的竖直或横向移动。此外，冲头构件32的撞击面33与行程止动件15s的接触产生从动力传动系统19到后横跨构件15的力路径，并且动力传动系统19的任何进一步向后移动将被后横跨构件15抵制，如果施加到后横跨构件15上的力足够大，则后横跨构件15将以预定方式变形以吸收能量，同时减少动力传动系统19的向后运动。

具体参考图10a至图10c，其示意性地示出了动力传动系统捕集器装置的替代实施例如何操作。该替代实施例与先前关于图9a至图9c描述的实施例之间的唯一显著差异在于，在该实施例的情况下，行程止动件134被形成为动力传动系统捕集器130的一部分而不是后横跨构件15的一部分。

在图10a中，动力传动系统捕集器130的冲头部分132被示为在车辆碰撞之前处于正常使用位置。在该正常位置，冲头部分132的末端上的撞击表面133与后横跨构件15的前面15f间隔开。因此，动力传动系统19在其安装件上自由移动，并且动力传动系统19或动力传动系统捕集器与后横跨构件15之间没有接触。

在图10b中，动力传动系统19已向后移动，并且冲头部分132已撞击后横跨构件15的前面15f，使得撞击面133被挤着穿过后横跨构件15的削弱区域。这使上构件15u和下构件15b的边缘附近的材料分别发生塑性变形，并且在后横跨构件15的前面15f中形成开口。

在图10c中，动力传动系统19的向后运动继续，使得冲头部分132的撞击面133完全进入后横跨构件15并且行程止动件134撞击后横跨构件15的前面15f。在该完全接合位置，通过冲头部分132形成了与冲头部分132的尺寸相对应的孔122。冲头部分132然后将保持与其产生的孔122紧密接合，以便防止所连接的动力传动系统19的竖直或横向移动。这是因为动力传动系统19可能仍然在向后方向上移动，从而防止冲头部分132的脱离。

动力传动系统捕集器130上的行程止动件134与前面15f的接触产生从动力传动系统19到后横跨构件15的力路径，并且动力传动系统19的任何进一步向后运动被后横跨构件15抵制，如果施加到后横跨构件15上的力足够大，则后横跨构件15将以预定方式变形以吸收能量并减少动力传动系统19的向后运动。

应当理解，随着冲头部分32、132挤着穿过削弱区域，由于滚动和折叠引起的形成后横跨构件15的材料的变形将使如此变形的材料加工硬化，并在如此形成的孔22、122周围产生加强唇缘，从而使得动力传动系统统捕集器30、130能够执行其期望的功能。

特别参考图11a至图12，示出了其中先前提到的所制造的箱形截面梁由单个横向结构构件215代替的替代动力传动系统捕集器装置。如前所述，横向结构构件215可以形成副车架的一部分，或者可以是被直接附接到两个纵梁12l、12r的独立组件。

在该实施例的情况下，存在横向结构构件215的削弱区域220，但是其以与先前描述的方式不同的方式形成。

图11b以放大的比例示出了削弱区域220，该削弱区域220主要包括沿横向结构构件215延伸的削弱狭缝221。为了进一步削弱横向结构构件215的末端，还设置了削弱部分223、224以帮助动力传动系统捕集器230冲穿横向结构构件215。削弱部分223、224被示为使用不同的削弱策略，其中左侧末端部分223使用被布置成“v”形阵型的多个间隔开的孔，并且右侧末端部分224使用被布置成“v”形阵型的一对连续狭缝或凹槽。这些仅是示例，并且用于产生削弱末端部分223、224的许多其他组合也是可能的。

如前所述，当动力传动系统捕集器230的冲头部分232撞击横向结构构件215的削弱区域220时，横向结构构件215的材料变形并且冲头部分冲穿削弱区域220以形成孔222(在图11c中以虚线轮廓线示出)，冲头部分232与孔222保持紧密接合，以约束动力传动系统19的随后竖直和横向移动。

因此总之，通过结合在结构构件的削弱区域中冲孔的扣留的“动力传动系统捕集器”，防止动力传动系统过度向后移动。

动力传动系统捕集器保持与其产生的孔紧密接合，从而约束动力传动系统的进一步移动。

动力传动系统捕集器和横向结构构件之间的相互作用还具有保持动力传动系统向后远离诸如“仪表板”的舱壁的效果，从而减少对车辆的乘员舱的可能侵入。

本领域技术人员将理解，尽管已经参考一个或多个实施例通过示例描述了本发明，但是本发明不限于所公开的实施例，并且可以在不脱离本发明的由随附权利要求限定的范围的情况下构造替代实施例。