機動車輛結(jié)構(gòu)的前部部分的制作方法
【專利說明】機動車輛結(jié)構(gòu)的前部部分發(fā)明領(lǐng)域:
[0001]本發(fā)明涉及一種機動車輛結(jié)構(gòu)的前部部分，該前部部分包括一個結(jié)構(gòu)組件，該結(jié)構(gòu)組件在車輛的縱向方向上被置于至少一個前部橫構(gòu)件與一個用于封閉該車輛乘員艙的隔板之間。本領(lǐng)域技術(shù)人員通常將該前部部分稱作“前部區(qū)塊”。
現(xiàn)有技術(shù):
[0002]車輛結(jié)構(gòu)的前部部分或前部區(qū)塊經(jīng)受嚴重的架構(gòu)應(yīng)力，這必須考慮到動力傳動系的架構(gòu)的、接地設(shè)備(懸架、減震器、轉(zhuǎn)向機構(gòu))的架構(gòu)以及正面的車身架構(gòu)。這同一區(qū)段還在車輛的與碰撞、振動、聲學(xué)、耐久性等性能相關(guān)的方面受到許多限制。
[0003]新型車輛的設(shè)計越來越多地涉及減輕重量以限制或顯著降低燃料消耗的宏偉目標。車輛越輕，就越有可能提供更低功率的動力傳動系。此作法能夠減小發(fā)動機的尺寸，這因而使得能夠減小前部區(qū)塊的尺寸。
[0004]然而，車輛還必須符合在被動安全性和耐碰撞性方面的嚴格要求。在正面碰撞的事件中，車輛的前部區(qū)塊經(jīng)受高的載荷水平，以獲得最佳的能量吸收和最佳的力傳遞:以此方式，在位于乘員艙前方的部分中能量必須被最大程度地吸收，同時要限制該前部區(qū)塊侵入乘員艙，這必須是在非常短的、通常是對應(yīng)于碰撞的時期內(nèi)實現(xiàn)的。為了解決這一困難并獲得這種性能，可熔區(qū)段、更剛性區(qū)段以及具有適配尺寸的部件被組合以優(yōu)化能量吸收(促進部件折疊的吸收器或“防撞盒”)。
[0005]應(yīng)當(dāng)進一步指出的是，車輛的前部區(qū)塊的結(jié)構(gòu)通常是通過組裝大量金屬部件來產(chǎn)生的，這些金屬部件對車輛的重量有顯著的影響，這對在如上文所述的燃料消耗方面的性能水平有負面影響。這種組裝多個部件還增加了生產(chǎn)成本和組裝成本。
[0006]發(fā)明目的:
[0007]本發(fā)明的目標是調(diào)和在重量和緊湊架構(gòu)(針對緊湊的動力傳動系)與在碰撞事件中最大吸收能力方面的約束。
[0008]發(fā)明主題:
[0009]為此，本發(fā)明涉及一種機動車輛結(jié)構(gòu)的前部部分，該前部部分包括一個結(jié)構(gòu)組件，該結(jié)構(gòu)組件在車輛的縱向方向上被置于至少一個前部橫構(gòu)件與用于封閉該車輛乘員艙的一個隔板之間，其特征在于，該結(jié)構(gòu)組件包括彼此相聯(lián)結(jié)的至少一個外殼和至少一個內(nèi)殼，這些殼被形成為在該車輛的每一側(cè)限定出總體上呈基本沿該車輛的縱向方向延伸的套管的形式的至少一個增強構(gòu)件，該增強構(gòu)件在該前部橫構(gòu)件的一個對應(yīng)末端與該隔板之間形成一條用于傳遞和吸收力的路徑。
[0010]該前部部分是由一個結(jié)構(gòu)組件構(gòu)成的，該結(jié)構(gòu)組件具有顯著減少數(shù)目的部件并且相對于現(xiàn)有技術(shù)的由多個金屬元件構(gòu)成的前部部分得以優(yōu)化。此外，由于使用了提供顯著節(jié)省重量的復(fù)合材料，完全優(yōu)化了結(jié)構(gòu)和幾何形狀。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的其他有利特征:
[0012]-該結(jié)構(gòu)組件是由基于熱固性或熱塑性樹脂基體和玻璃或碳纖維增強的復(fù)合材料生產(chǎn)出的，
[0013]-該結(jié)構(gòu)組件一方面包括左殼和右殼兩個外殼并且另一方面包括左殼和右殼兩個內(nèi)殼，這些殼被成對地組裝在左手側(cè)和右手側(cè)以便形成一個左側(cè)外殼和內(nèi)殼的子組件和一個右側(cè)外殼和內(nèi)殼的子組件，
[0014]-左側(cè)子組件和右側(cè)子組件被形成為在該車輛的每一側(cè)限定出至少一個上增強構(gòu)件和至少一個下增強構(gòu)件，這些增強構(gòu)件各自總體上呈基本上沿該車輛的縱向方向延伸的套管的形式，這些上增強構(gòu)件和下增強構(gòu)件在一方面是前部上橫構(gòu)件和前部下橫構(gòu)件的對應(yīng)末端與另一方面是該隔板之間相應(yīng)地形成上部力吸收傳遞路徑和下部力吸收傳遞路徑，
[0015]-這些左殼和右殼的子組件各自包括一個主體，該主體總體上呈基本豎直的壁的形式，這些上增強構(gòu)件和下增強構(gòu)件被形成在該壁中，這些子組件各自在其基部提供有多個延伸部，這些延伸部基本上是在該車輛的中央?yún)^(qū)段中連接的，當(dāng)在橫向方向上觀察時，這些延伸部形成基本上沿該車輛的縱向方向延伸的橫構(gòu)件或橫向元件，
[0016]-這些上增強構(gòu)件各自在其后部部分固定到該隔板的、位于其下半部的一個中央支撐區(qū)段中，其中當(dāng)沿豎直方向觀察時，這些上增強構(gòu)件懸于這些下增強構(gòu)件之上，這些下增強構(gòu)件各自被固定到該隔板的一個下支撐區(qū)段上，該下支撐區(qū)段基本上被定位在該車輛結(jié)構(gòu)的地板的區(qū)域中，
[0017]-每個上增強構(gòu)件包括一個中空后部部分，該中空后部部分被裝配到形成在該隔板的該中央支撐區(qū)段上的一個對應(yīng)螺柱上，提供了額外的固定手段、特別是通過擰接的固定手段來固定該上增強構(gòu)件和該對應(yīng)螺柱，
[0018]-連接這些左殼和右殼的子組件的這些延伸部包括一個基本上水平延伸的中央橫構(gòu)件和一個總體上呈具有L形截面的角構(gòu)件形式的后部橫向元件，該后部橫向元件的第一分支基本上水平地延伸并且其第二分支基本上豎直地延伸，這些延伸部是通過這些外殼和內(nèi)殼的疊置來形成的，
[0019]-這些上增強構(gòu)件和下增強構(gòu)件的至少一部分是總體上呈從前向后伸展的套管的形式的，
[0020]-這些內(nèi)殼和外殼是通過粘結(jié)的方式固定的，
[0021 ]-這些內(nèi)殼和外殼是通過激光或感應(yīng)來固定的，
[0022]-這些內(nèi)殼和外殼是通過螺釘/螺母類型的強制固定手段、鉚釘或類似物而固定的，
[0023]-該前部上橫構(gòu)件和前部下橫構(gòu)件的至少一者是金屬的，
[0024]-該前部上橫構(gòu)件和前部下橫構(gòu)件的至少一者是由基于熱固性或熱塑性樹脂基體和玻璃或碳纖維增強的復(fù)合材料生產(chǎn)出的，
[°°25]-這些殼的厚度是在2mm與5mm之間、并且特別是3.5mm。
[0026]本發(fā)明還涉及一種機動車輛，該機動車輛包括具有上述特征中的全部或部分特征的前部結(jié)構(gòu)部分。
[0027]發(fā)明說明:
[0028]本發(fā)明將從對其非限制性示例的以下說明的閱讀中并參照附圖得到更好地理解，在附圖中:
[0029]-圖1是根據(jù)本發(fā)明的機動車輛結(jié)構(gòu)的前部部分(或前部區(qū)塊)的透視圖，該透視圖展示了置于車輛的前部橫構(gòu)件與隔板(未展示出)之間的結(jié)構(gòu)組件，
[0030]-圖2是圖1的前部部分的分解透視圖，
[0031]-圖3是圖1的前部部分的仰視圖，
[0032]-圖4是圖1的前部部分的前視圖，即從車輛的前部的視圖，
[0033]-圖5是圖4的前部部分的構(gòu)造細節(jié)A的放大視圖，
[0034]-圖6是圖1的前部部分的俯視圖，
[0035]-圖7是圖1的前部部分的側(cè)視圖，在這種情況下是從右手側(cè)的視圖，并且
[0036]-圖8A、圖8B和圖8C展示了在左手側(cè)的內(nèi)殼與外殼的子組件的區(qū)域中針對-120mm、-260mm和-370mm的不同X值沿平面YZ的三個相繼截面S1、S2、S3的形狀和尺寸(圖3和圖6中展示了參考系的原點O)，
[0037]-圖9展示了該車輛結(jié)構(gòu)的主要部分，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的前部部分被固定到該主要部分上。
[0038]在本文中，參考機動車輛設(shè)計中使用的常規(guī)坐標系XYZ給出了方向和取向的指示，其中X是車輛的指向后部的縱向方向3是車輛的指向右側(cè)的橫向方向，并且Z是指向上方的豎直方向。概念“前”、“后”、“左”和“右”是關(guān)于車輛的“前/后”取向和常規(guī)行進方向來指示的。
[0039]這些圖示出了機動車輛結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的前部部分1(別稱為“前部區(qū)塊”)。該前部部分旨在被連接到圖9中展示出的車輛結(jié)構(gòu)100的主要部分上，該車輛結(jié)構(gòu)典型地包括車輛的地板或子結(jié)構(gòu)、其前部部分中由隔板19界定的乘員艙20，結(jié)構(gòu)100進一步包括前部底座(pied)、中央底座、車頂?shù)鹊?。這些元件總體上是稱作“白車身”的組件的一部分并且典型地是由金屬板生產(chǎn)出的，這些金屬板是沖壓(embouties)出的并且基本上通過焊接來組裝。前部部分I典型地接納該車輛的動力傳動系，然而本發(fā)明不局限于這種構(gòu)型并且還可以供配備有后部動力傳動系的車輛使用。
[0040]如圖1和圖2所展示的，前部部分I包括結(jié)構(gòu)組件2，該結(jié)構(gòu)