專利名稱：具有前窗玻璃橫梁的用于帶有擋風玻璃的汽車的車身結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于帶有擋風玻璃的汽車的車身結(jié)構(gòu)，其中，車身結(jié)構(gòu)具有一個尤其在行人與汽車碰撞時變形的前窗玻璃橫梁，以吸收由這個碰撞產(chǎn)生的能量。
背景技術(shù)：
道路交通中的大多數(shù)事故是行人或駕駛員與汽車之間的碰撞。用于汽車乘客的保護系統(tǒng)，如尤其是安全帶拉緊器和氣囊，現(xiàn)在幾乎是各種等級汽車的系列標準并且為汽車乘客提供一種最佳的保護，而行人在這種碰撞中很少被保護并且承受較高的損傷危險。在此，位于行車道上的行人大多被汽車車頭碰到，并且以頭部撞擊在發(fā)動機罩上或擋風玻璃的下部邊緣上，這會致使行人損傷。為了減小行人在與汽車碰撞時損傷的危險，汽車的車身前部設(shè)計成易變形的。專利文獻DE 10 2006 029 921 Al公開了一種帶有前窗玻璃橫梁的汽車，擋風玻璃支承在該前窗玻璃橫梁上并且該擋風玻璃設(shè)計具有至少一個剖面呈碗形的部件。該碗形部件的邊緣側(cè)通過一個支承擋風玻璃的支腿加長。前窗玻璃橫梁在此設(shè)計具有第一半碗形部件和第二半碗形部件，并且它的橫截面基本上是閉合的。當例如由行人的碰撞產(chǎn)生的力從上方和/或前方作用時，前窗玻璃橫梁的支腿反向于行駛方向地變形并因此吸收碰撞能量。EP 1 810 892 Al公開了一種帶有前窗玻璃橫梁的汽車，該前窗玻璃橫梁包括一個支承擋風玻璃并且當力從上方和/或前方作用時變形并因此可以吸收碰撞能量的拱曲
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種構(gòu)造簡單的用于汽車的車身結(jié)構(gòu)，該車身結(jié)構(gòu)可以在力作用時可靠地吸收能量，并因此通過該車身結(jié)構(gòu)可以減小尤其在行人碰撞時損傷的危險。該技術(shù)問題通過一種用于帶有擋風玻璃的汽車的車身結(jié)構(gòu)解決，該車身結(jié)構(gòu)包括一個支承擋風玻璃的前窗玻璃橫梁。前窗玻璃橫梁包括懸臂形式的第一和第二邊緣段和位于它們之間的、具有U形橫截面的中間部段。第一邊緣段形成用于擋風玻璃的支承段。第二邊緣段沿汽車縱向布置在第一邊緣段的后方并且固定在車身結(jié)構(gòu)的固定部件上。中間部段設(shè)計成，使得它具有朝汽車的發(fā)動機罩方向拱曲的橫截面并且可以在承受上方和/或前方作用力時變形。在此，“前方”表示沿駕駛員注視擋風玻璃方向看到的前方位置或方向。 “上方”則表示來自車身結(jié)構(gòu)的車頂框架方向的出發(fā)位置或方向。因此，按本發(fā)明的前窗玻璃橫梁設(shè)計具有三部分并且包括一個吸收碰撞能量、可以變形并因此吸收變形能量的中間部段。因為前窗玻璃橫梁的兩個邊緣段成型為懸臂形， 所以前窗玻璃橫梁的中間部段以足夠的距離與支承擋風玻璃的區(qū)域并且與擋風玻璃聯(lián)接到車身結(jié)構(gòu)上的區(qū)域隔開。此外，這保證在作用到擋風玻璃上的力的壓力點和前窗玻璃的中間部段之間具有較長的距離，由此可以為前窗玻璃橫梁的中間部段確保足夠的變形空間。當力從前方和/或上方作用時，前窗玻璃橫梁的中間部段由于其拱曲的、U形的橫截面可以朝其開口方向變形。因此，給前窗玻璃橫梁的中間部段提供足夠的變形空間，而不必為此將其它元件，例如彎曲區(qū)域集成到車身結(jié)構(gòu)中。因此也即保證，尤其在行人碰撞時作用到前窗玻璃橫梁上的動能可以通過前窗玻璃橫梁的中間部段的變形有效并可靠地吸收。因此，由于在事故中作用的力能夠被可靠地吸收，就可以減小行人損傷的危險并因此明顯改善行人的安全性。在一種實施例中，前窗玻璃橫梁橫向于汽車縱向地在汽車發(fā)動機罩的整個寬度上延伸。這具有能夠與碰撞位置無關(guān)地可靠并且有效地吸收能量的優(yōu)點。此外，在發(fā)動機罩整個寬度上延伸的前窗玻璃橫梁是對稱的，由此該前窗玻璃橫梁視覺上協(xié)調(diào)地嵌入發(fā)動機罩中。此外，前窗玻璃橫梁的這種布置可以與其它部件，例如雨刮臂的布置無關(guān)地進行。前窗玻璃橫梁的中間部段可以在此具有碗形的橫截面。碗形的部件在具有足夠大強度和剛性的同時還具有由幾何形狀決定的高承載性的優(yōu)點。此外，這種碗狀部件在制造加工上也容易。前窗玻璃橫梁的中間部段也可以具有一個朝擋風玻璃拱曲的橫截面。因此，尤其為了減小行人在碰撞時損傷的危險，前窗玻璃橫梁的中間部段可以進行這樣的尺寸設(shè)計， 即，使得前窗玻璃橫梁的中間部段例如可以在頭部碰撞時沿力作用的方向變形，并且使碰撞角度與前窗玻璃橫梁的中間部段的變形方向與水平面所成的夾角一致。由此，可以有效地充分利用存在的變形空間并進一步改善按本發(fā)明的前窗玻璃橫梁的變形特性，從而進一步減小與行人碰撞時的不安全性和損傷的危險。在另一種實施形式中，前窗玻璃橫梁的中間部段具有一個變形區(qū)。這保證可以可靠地吸收變形能量，因為按本發(fā)明的前窗玻璃橫梁的變形特性得到進一步改善并且該前窗玻璃橫梁的屈服變形性尤其在行人碰撞時得到進一步提高。在此，前窗玻璃橫梁的中間部段的變形區(qū)可以在汽車發(fā)動機罩的整個寬度上延伸。由此可以進一步提高在與汽車車身碰撞時障礙物，尤其是行人的安全性，因為前窗玻璃橫梁的中間部段可以與行人在發(fā)動機罩上的碰撞位置和碰撞角度無關(guān)地變形并因此通過變形可以可靠地吸收由碰撞產(chǎn)生的能量。前窗玻璃橫梁的中間部段可以在此在承受撞擊力時朝遠離汽車的擋風玻璃的方向變形。由此，為前窗玻璃橫梁的中間部段確保了足夠的變形空間。因此，擋風玻璃區(qū)域內(nèi)的間隙也不會明顯受其它部件，如雨刮臂布置的限制。此外，在用于擋風玻璃的支承段上可以設(shè)置一個用于擋風玻璃的固定凸緣。由此， 一方面可以保證擋風玻璃與前窗玻璃橫梁壓力密封地連接，另一方面可以保證，在作用到擋風玻璃上的力的壓力點和前窗玻璃橫梁可變形的中間部段之間具有足夠的距離，由此可以讓前窗玻璃橫梁的中間部段更容易變形，因為確保了足夠的變形空間。在一種實施形式中，擋風玻璃在此通過粘合劑安設(shè)在用于擋風玻璃的支承段上。 這保證在可操作簡單和成本較低的同時擋風玻璃可以與車身蒙皮齊平結(jié)合地嵌裝并因此壓力密封地連接。前窗玻璃橫梁的第二邊緣段可以固定在車身結(jié)構(gòu)的前圍板上。由此，可以穩(wěn)定地固定前窗玻璃橫梁并最佳地利用前圍板區(qū)域內(nèi)的空間狀況。此外，前窗玻璃橫梁的第二邊緣段也可以固定在車身結(jié)構(gòu)的其它固定部件上，例如主梁或儀表板上。在本發(fā)明的一種實施形式中，前窗玻璃橫梁的第二邊緣段與車身結(jié)構(gòu)的前圍板焊接。由此保證，前窗玻璃橫梁與前圍板固定連接地軸向支承在該前圍板上并因此進一步提高部件的穩(wěn)定性。由此又可以避免前窗玻璃橫梁在汽車正常運行時的振動，并因此避免與之相關(guān)的噪聲。前窗玻璃橫梁的第二邊緣段優(yōu)選與前圍板點焊。但也可以根據(jù)所使用的材料使用其它的焊接方式。通過本發(fā)明，也給出一種具有上述車身結(jié)構(gòu)的汽車。當行人與汽車碰撞時，通過前窗玻璃橫梁的中間部段的變形能夠有效并因此可靠地吸收由碰撞產(chǎn)生的動能，具有上述車身結(jié)構(gòu)的汽車具有能夠在碰撞時保護障礙物，尤其是行人的碰撞能量吸收結(jié)構(gòu)。因此可以明顯減小與汽車碰撞時行人損傷的危險。總之可以確定，本發(fā)明提供了一種用于帶有擋風玻璃的汽車的車身結(jié)構(gòu)，該車身結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單并且通過它可以可靠地吸收撞擊力從上方和/或前方作用時產(chǎn)生的能量。因此通過具有三部分的前窗玻璃橫梁以及前窗玻璃橫梁的中間部段尤其呈U形的、朝向汽車發(fā)動機罩方向拱曲的橫截面，可以為前窗玻璃橫梁的中間部段保證足夠的變形空間并因此前窗玻璃橫梁的中間部段的尺寸確定為，使得它會有助于顯著減小行人在碰撞時損傷的危險。也可以通過碗形的橫截面保證，前窗玻璃橫梁的中間部段在具有較高強度和剛度的同時，具有由幾何尺寸決定的高承載能力并因此進一步改善碰撞時外部作用力的吸收。此外，通過前窗玻璃橫梁的中間部段具有在汽車發(fā)動機罩的整個寬度上延伸的變形區(qū)，可以進一步改善按本發(fā)明的前窗玻璃橫梁的中間部段的變形特性。這保證碰撞時作用的能量可以與碰撞位置和碰撞角度無關(guān)地被有效地吸收，由此，可以進一步減小行人在與汽車碰撞時損傷的危險。此外，可以通過制造技術(shù)較容易實現(xiàn)前窗玻璃橫梁具有U形橫截面的中間部段。 因為前窗玻璃橫梁的兩個邊緣段設(shè)計成懸臂形，所以擋風玻璃和前窗玻璃橫梁分別與車身結(jié)構(gòu)的接合部位以足夠的距離與前窗玻璃橫梁的中間部段隔開，由此，在作用到擋風玻璃上的撞擊力的壓力點和前窗玻璃橫梁的中間部段之間獲得一個較大的距離，由此為前窗玻璃橫梁又確保了足夠的變形空間。此外，因為前窗玻璃橫梁的兩個邊緣段彼此布置在側(cè)旁， 所以存在的結(jié)構(gòu)空間可以被最佳地利用并且在此同時擋風玻璃被壓力密封地連接。因為在沒有裝入其它的元件，例如其它的彎曲元件的情況下可以實現(xiàn)足夠的變形空間，所以并不需要其它的部件和由此增加的成本就可以保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。因此就獲得前窗玻璃橫梁簡單的結(jié)構(gòu)。


現(xiàn)在根據(jù)附圖進一步闡述本發(fā)明。在附圖中圖1是按本發(fā)明第一種實施形式的前窗玻璃橫梁從上方看的俯視圖；圖2是圖1中所示實施形式的前窗玻璃橫梁的橫截面；圖3示出側(cè)剖帶有車身結(jié)構(gòu)的汽車的透視圖，該車身結(jié)構(gòu)包括按圖1的前窗玻璃橫梁；圖4是橫剖圖3所示汽車的后視圖。
具體實施例方式圖1和2示出按本發(fā)明的前窗玻璃橫梁1從上方看的俯視圖(圖1)以及橫截面 (圖 2)。圖1示出按本發(fā)明的一種實施形式的前窗玻璃橫梁1從上方看的俯視圖。在此用附圖標記FL標記的箭頭代表汽車縱向。上方和前方的方向在此為更好的闡明參考一個坐標系示出。參考xy_平面，χ軸在此朝表示為前方的方向示出，y軸朝表示為上方的方向示出。由圖1可知，按本發(fā)明的前窗玻璃橫梁1設(shè)計成三個部分。因此它包括懸臂形式的第一邊緣段2和第二邊緣段3以及位于第一和第二邊緣段之間的、具有U形的橫截面的中間部段4。該第一邊緣段2在此設(shè)計為用于擋風玻璃的支承段，當前窗玻璃橫梁1已裝入汽車中，第二邊緣段3固定在車身結(jié)構(gòu)的固定部件上并且沿χ方向布置在第一邊緣段2的后方。前窗玻璃橫梁1的中間部段4又可以在承受上方和/或前方作用力時變形。用附圖標記表示的箭頭6表示前窗玻璃橫梁的中間部段的變形方向。圖1示出前窗玻璃橫梁1的中間部段4的碗形橫截面。前窗玻璃橫梁1由單塊板構(gòu)成，因此它是單壁的并不是雙壁的。該前窗玻璃橫梁1具有一個凸形拱曲的底板7，該底板7過渡為前窗玻璃橫梁1的中間部段4的邊緣8。此外，前窗玻璃橫梁1的中間部段4具有一個變形區(qū)9。在圖1的該實施例中，該變形區(qū)9就是前窗玻璃橫梁1的中間部段4的拱曲底板7。圖2示出按圖1的前窗玻璃橫梁1的橫截面。具有與圖1相同結(jié)構(gòu)和功能的部件配有相同的附圖標記并不再贅述。如圖2所示，前窗玻璃橫梁1的中間部段4具有U形的橫截面。當前窗玻璃橫梁 1裝入汽車中時，U形橫截面的開口側(cè)向下，S卩，朝向行車道方向。在(撞擊)力從上方和/ 或從前方作用時，即，從汽車擋風玻璃的上方和/或前方作用時，中間部段4會變形。如圖 2所示，前窗玻璃橫梁1的中間部段4在此朝其開口方向變形，即進入橫截面中。圖2也示出前窗玻璃橫梁1的中間部段4的碗形橫截面。因此可見向上凸拱曲的底板7，該底板7過渡為前窗玻璃橫梁1的中間部段4的邊緣8。如所看到的那樣，前窗玻璃橫梁1的中間部段4沿其開口方向拱曲。形成的拱曲部在此與前窗玻璃橫梁1的中間部段4當承受上方和/或前方作用力時的變形相應。圖3和4示意性示出帶有車身結(jié)構(gòu)11的汽車10的透視圖，該汽車10在剖分的側(cè)視圖(圖3)中以及在后視圖(圖4)中包括一個按圖1的前窗玻璃橫梁1。具有與圖1或圖2相同結(jié)構(gòu)和功能的部件配有相同的附圖標記并不再贅述。圖3示意性示出剖切帶有車身結(jié)構(gòu)11的汽車的透視圖，該車身結(jié)構(gòu)11包括按圖 1的前窗玻璃橫梁1。如圖3所示，車身結(jié)構(gòu)11包括一個按本發(fā)明的前窗玻璃橫梁1。從圖3中又可見設(shè)計成懸臂形式的第一邊緣段2和第二邊緣段3以及一個位于它們之間的、具有U形橫截面的中間部段4。如圖3所示，第一邊緣段2在此形成一個用于擋風玻璃13的支承段。第二邊緣段3固定在車身結(jié)構(gòu)11的固定部件14上并且沿χ方向，亦即沿汽車10的縱向布置在第一邊緣段2的后方。在所示的實施形式中，車身結(jié)構(gòu)11的固定部件14在此是前圍板。圖3還進一步示出前窗玻璃橫梁1的中間部段4當承受上方和/或前方作用力時可以變形。根據(jù)圖3示出，通過用頭部-沖擊器15表示的、在擋風玻璃下邊緣段中的頭部碰撞模擬行人碰撞。當頭部-沖擊器15將相應大小的撞擊力作用到擋風玻璃16的下邊緣時，前窗玻璃橫梁1的中間部段4會變形并因此吸收碰撞能量。配有附圖標記17的箭頭在此代表頭部-沖擊器的碰撞力。配有附圖標記18的箭頭又代表前窗玻璃橫梁1的中間部段4的變形方向。如圖3所示，前窗玻璃橫梁1的中間部段4在此朝擋風玻璃16的方向拱曲。此外，圖3示出，當從上方和/或前方作用有一個相應于頭部沖擊器15較大碰撞力的撞擊力時，前窗玻璃橫梁1的中間部段4朝遠離擋風玻璃16的方向變形，并因此可以吸收碰撞能量。此外，可見一個用于擋風玻璃16的固定凸緣19，其設(shè)置在用于擋風玻璃16的支承段13上。擋風玻璃16在此借助粘合劑安設(shè)在用于擋風玻璃16的支承段13上。此外，圖 3中示出塑料件12，其基本上封閉發(fā)動機罩21和擋風玻璃16之間的區(qū)域。在圖3中所示的實施例中，前窗玻璃橫梁1的第二邊緣段3除了固定在車身結(jié)構(gòu) 20的前圍板上，也固定在車身結(jié)構(gòu)的另一個固定部件，例如主梁或儀表板上。前窗玻璃橫梁 1的第二邊緣段3優(yōu)選在此與車身結(jié)構(gòu)的前圍板焊接。前窗玻璃橫梁1的第二邊緣段3優(yōu)選與前圍板20點焊。但也可以根據(jù)使用的材料采用其它的焊接方式。圖4示意性地示出圖3中所示的汽車10從后面看的透視性剖視圖。具有與圖3 中部件相同功能或結(jié)構(gòu)的部件具有相同的附圖標記并不再贅述。如圖4所示，前窗玻璃橫梁1橫向于汽車縱向FL在汽車10的發(fā)動機罩21的整個寬度上延伸。在所示的實施例中，與前窗玻璃橫梁1 一樣，前窗玻璃橫梁1的變形區(qū)9也在汽車 10的發(fā)動機罩21的整個寬度上延伸。在圖4中清楚可見，前窗玻璃橫梁1的中間部段4當承受上方和/或前方作用力時朝遠離擋風玻璃16的方向變形。因為前窗玻璃橫梁1的中間部段4在汽車10的發(fā)動機罩21的整個寬度上延伸，所以它可以與障礙物，尤其是行人碰撞到汽車10的擋風玻璃16 下邊緣段上的撞擊位置和撞擊角度無關(guān)地變形并因此吸收碰撞能量。附圖標記清單
1前窗玻璃橫梁
2第一邊緣段
3第二邊緣段
4前窗玻璃橫梁的中間部段
5作用到前窗玻璃橫梁上的力的作用方向
6前窗玻璃橫梁的中間部段的變形方向
7 殼底板
8殼邊緣
9變形區(qū)
10汽車
11車身結(jié)構(gòu)
12塑料件
13用于擋風玻璃的支承段14車身結(jié)構(gòu)的固定部件15頭部-沖擊器16擋風玻璃17碰撞力的作用方向18前窗玻璃橫梁的中間部段的變形19用于擋風玻璃的固定凸緣20前圍板21發(fā)動機罩FL汽車縱向
權(quán)利要求
1.一種用于帶有擋風玻璃的汽車的車身結(jié)構(gòu)，該車身結(jié)構(gòu)具有一個支承所述擋風玻璃 (16)的前窗玻璃橫梁(1)，其中所述前窗玻璃橫梁(1)包括懸臂形式的第一邊緣段(2)和第二邊緣段C3)和位于它們之間的、具有U形橫截面的中間部段G)，其中，所述第一邊緣段 (2)形成用于所述擋風玻璃的支承段(13)，所述第二邊緣段C3)沿所述汽車(10)縱向布置在所述第一邊緣段(2)后方并且固定在所述車身結(jié)構(gòu)(14)的固定部件上，并且所述中間部段(4)設(shè)計成，使得它具有朝所述汽車(10)的發(fā)動機罩的方向拱曲的橫截面并且能夠在承受上方和/或前方作用力時變形。
2.如權(quán)利要求1所述的車身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述前窗玻璃橫梁(1)橫向于所述汽車縱向地在所述汽車(10)的發(fā)動機罩的整個寬度上延伸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的車身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述前窗玻璃橫梁(1)的所述中間部段(4)具有碗形的橫截面。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的車身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述前窗玻璃橫梁(1)的所述中間部段(4)具有一個朝所述擋風玻璃(16)拱曲的橫截面。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的車身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述前窗玻璃橫梁(1)的所述中間部段(4)具有一個變形區(qū)(9)。
6.如權(quán)利要求5所述的車身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述前窗玻璃橫梁(1)的所述中間部段 (4)的所述變形區(qū)(9)在所述汽車(10)的所述發(fā)動機罩整個寬度上延伸。
7.如權(quán)利要求1至6之一所述的車身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述前窗玻璃橫梁(1)的所述中間部段(4)能夠在承受上方作用力或前方作用力時朝遠離所述擋風玻璃(16)的方向變形。
8.如權(quán)利要求1至7之一所述的車身結(jié)構(gòu)，其特征在于，在用于所述擋風玻璃(16)的所述支承段(1 上設(shè)有一個用于所述擋風玻璃(16)的固定凸緣(19)。
9.如權(quán)利要求8所述的車身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述擋風玻璃(16)通過粘合劑安設(shè)在用于所述擋風玻璃(16)的所述支承段(1 上。
10.如權(quán)利要求1至9之一所述的車身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述前窗玻璃橫梁(1)的所述第二邊緣段(3)固定在所述車身結(jié)構(gòu)(11)的前圍板00)上。
11.如權(quán)利要求10所述的車身結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述前窗玻璃橫梁(1)的所述第二邊緣段(3)與所述車身結(jié)構(gòu)(11)的所述前圍板00)焊接。
12.—種帶有如權(quán)利要求1至11之一所述的車身結(jié)構(gòu)(11)的汽車。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于帶有擋風玻璃的汽車的車身結(jié)構(gòu)，該車身結(jié)構(gòu)具有一個支承所述擋風玻璃(16)的前窗玻璃橫梁(1)，其中所述前窗玻璃橫梁(1)包括懸臂形式的第一邊緣段(2)和第二邊緣段(3)和位于它們之間的、具有U形橫截面的中間部段(4)，其中，所述第一邊緣段(2)形成用于所述擋風玻璃的支承段(13)，所述第二邊緣段(3)沿所述汽車(10)縱向布置在所述第一邊緣段(2)后方并且固定在所述車身結(jié)構(gòu)(14)的固定部件上，并且所述中間部段(4)設(shè)計成，使得它具有朝所述汽車(10)的發(fā)動機罩(21)的方向拱曲的橫截面并且能夠在承受上方和/或前方作用力時變形。
文檔編號B62D25/08GK102285379SQ20111015520
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者喬基姆.謝弗, 尤維.施米茨, 斯蒂芬.沃爾特 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司