本發(fā)明涉及一種用于前車廂的車身結(jié)構(gòu)以及一種車輛。

背景技術(shù)：

1、在車輛的前部區(qū)域，通常提供一種車身結(jié)構(gòu)，其形成用于構(gòu)造前車廂的結(jié)構(gòu)性基礎(chǔ)，即特別是承重基礎(chǔ)。這通常包括沿車輛前部方向延伸的縱梁和前壁，也稱為前圍板，前壁在發(fā)生事故時(shí)保護(hù)車輛內(nèi)部免受變形。前車廂的車身結(jié)構(gòu)例如從de?10?201?3?001668a1中已知。

2、特別是在輕質(zhì)結(jié)構(gòu)中，已知的車身結(jié)構(gòu)通常由大量單獨(dú)的部件組成。在混合結(jié)構(gòu)接合技術(shù)的范圍內(nèi)使用不同的接合方式。許多由輕金屬制成的小零件的構(gòu)件成本以及與混合結(jié)構(gòu)接合技術(shù)相關(guān)的投資成本和制造成本都非常高。工廠中安放混合結(jié)構(gòu)接合技術(shù)的空間需求也高于傳統(tǒng)的電阻點(diǎn)焊，因?yàn)槔缬糜诎惭b自攻螺釘?shù)牟僮鞴ぞ叱叽巛^大。由于大多數(shù)混合結(jié)構(gòu)接合工藝都是受方向約束的，只能從組件配對(duì)的一側(cè)應(yīng)用，因此需要大量具有混合結(jié)構(gòu)接合操作工具的機(jī)器人。

3、同時(shí)，前壁和縱梁受到截然不同的要求。由于前壁的預(yù)期保護(hù)作用，通常希望用與縱梁不同的材料來制造前壁。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個(gè)目的是至少部分地消除現(xiàn)有技術(shù)中已知的上述缺點(diǎn)。具體地，本發(fā)明的目的是創(chuàng)造一種車身結(jié)構(gòu)，其可以成本有效地制造，優(yōu)選地通過簡(jiǎn)單的接合工藝，并且同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。

2、上述目的通過具有權(quán)利要求1的特征的車身結(jié)構(gòu)和具有權(quán)利要求10的特征的車輛來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的進(jìn)一步特征和細(xì)節(jié)從相應(yīng)的從屬權(quán)利要求、說明書和附圖中顯現(xiàn)。結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的車身結(jié)構(gòu)描述的特征和細(xì)節(jié)當(dāng)然也適用于根據(jù)本發(fā)明的車輛，反之亦然，因此關(guān)于本發(fā)明的各個(gè)方面的公開內(nèi)容總是相互參考或可以相互參考。

3、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于車輛的前車廂的車身結(jié)構(gòu)。車身結(jié)構(gòu)包括前壁元件，該前壁元件在車輛的橫向方向上具有面狀的延伸部，以便在車輛發(fā)生事故的情況下保護(hù)車輛的乘客室。此外，車身結(jié)構(gòu)包括具有縱梁元件的車身構(gòu)件，該縱梁元件在發(fā)生事故時(shí)可變形并且從前壁元件沿車輛的縱向方向延伸。車身構(gòu)件具有貼靠面并且前壁元件具有對(duì)應(yīng)貼靠面。貼靠面和對(duì)應(yīng)貼靠面沿著車輛的橫向方向延伸，以便形成用于將車身構(gòu)件緊固至前壁元件的緊固區(qū)域。貼靠面和對(duì)應(yīng)貼靠面優(yōu)選地以形狀配合的方式彼此抵靠。

4、乘客室可以理解為乘客、特別是駕駛員可以在車輛行駛期間停留在其中的車輛內(nèi)部。

5、車輛橫向方向尤其可以理解為軸向平行的方向。車輛縱向方向尤其可以沿車輛的行駛方向和/或垂直于車輛橫向方向定向?？v梁元件尤其可以形成車身結(jié)構(gòu)的框架元件以形成前車廂。優(yōu)選地，通過縱梁元件可以形成用于前車廂的車身結(jié)構(gòu)的上縱梁和/或下縱梁。

6、車身結(jié)構(gòu)可以是車輛的車身的一部分。優(yōu)選地，車身結(jié)構(gòu)可以被設(shè)計(jì)為用于車輛前車廂的支撐結(jié)構(gòu)，特別是自支撐結(jié)構(gòu)。前壁元件可以形成車輛前壁的一部分。然而，還可以想到的是，前壁元件完全形成前壁。前壁尤其也可以稱為車輛的前圍板。特別地，前壁可以布置在車輛的擋風(fēng)玻璃下方。乘客室的保護(hù)尤其可以包括乘客室的正面保護(hù)，使得沒有或僅輕微的事故變形被引入到乘客室中。為此目的，前壁元件可以沿著車輛的橫向方向在車身結(jié)構(gòu)的兩個(gè)車身側(cè)面之間延伸。

7、貼靠面尤其可以是平坦的貼靠面并且對(duì)應(yīng)貼靠面可以是平坦的對(duì)應(yīng)貼靠面。優(yōu)選地，貼靠面和對(duì)應(yīng)貼靠面可以以面狀的方式彼此接觸。通過這種方式，前壁元件和車身構(gòu)件可以彼此抵靠，特別是在車輛的縱向方向上。緊固區(qū)域優(yōu)選地布置在車身結(jié)構(gòu)、特別是前壁元件的橫梁上。優(yōu)選地，貼靠面和對(duì)應(yīng)貼靠面以形狀配合的方式和/或直接地彼此抵靠。通過這種方式，正面碰撞產(chǎn)生的載荷可以直接從一個(gè)構(gòu)件傳遞到另一個(gè)構(gòu)件，即特別是從車身構(gòu)件到前壁元件，而不是例如僅使用連接技術(shù)來傳遞載荷。

8、由于具有貼靠面和對(duì)應(yīng)貼靠面的緊固區(qū)域，縱梁元件尤其可以直接布置在前壁元件上。由于貼靠面和對(duì)應(yīng)貼靠面之間的面狀貼靠，可以減少或避免混合結(jié)構(gòu)接合技術(shù)。例如，可以規(guī)定，縱梁元件和前壁元件可以通過強(qiáng)度粘合劑、公制螺釘連接和/或盲鉚釘來連接。由于貼靠面和對(duì)應(yīng)貼靠面之間在車輛的縱向方向上的形狀配合連接，還可以實(shí)現(xiàn)有利的力傳遞。在車輛發(fā)生正面事故的情況下，可以形成從縱梁元件到橫梁的力路徑。通過這種方式，車身構(gòu)件與前壁元件的連接可以在車輛的縱向方向上承受限定的負(fù)載，由此可以簡(jiǎn)化接合技術(shù)。由于前壁元件和車身構(gòu)件的兩部分設(shè)計(jì)，前壁元件可以有利地用于具有不同軸距、不同前懸和/或不同輪距寬度的不同車輛。通過這種方式，相同零件的范圍可以在車輛的多種變體中保持盡可能恒定。

9、此外，在根據(jù)本發(fā)明的車身結(jié)構(gòu)中，可以想到的是，設(shè)置至少兩個(gè)車身構(gòu)件，它們優(yōu)選地彼此對(duì)稱，特別是至少基本上或完全對(duì)稱，這些車身構(gòu)件緊固(或者說附接)至前壁元件的相對(duì)側(cè)，以便在發(fā)生事故時(shí)變形，特別是正面事故的形式。兩個(gè)車身構(gòu)件的基本上對(duì)稱的設(shè)計(jì)可以理解為很大程度上對(duì)稱的設(shè)計(jì)，其中例如存在微小的差異，例如可以僅在一側(cè)提供額外的支架。前壁元件可以沿著車輛的橫向方向在擋風(fēng)玻璃下方的車輛寬度上延伸。車身構(gòu)件優(yōu)選地對(duì)稱地連接至前壁元件。為此目的，前壁元件可具有兩個(gè)反向止動(dòng)面或一個(gè)與前壁元件一起沿著車輛的橫向方向延伸的反向止動(dòng)面。因此，車身構(gòu)件可以形成雙側(cè)縱梁框架，其具有用于車輛前車廂的有利的負(fù)載傳導(dǎo)，特別是以用于車輛的左半部和右半部的兩個(gè)緊湊構(gòu)件的形式。通過這種方式，兩個(gè)車身構(gòu)件都可以以高包裝密度進(jìn)行包裝，并輕松且經(jīng)濟(jì)高效地運(yùn)輸以進(jìn)行最終組裝。還可以想到的是，兩個(gè)車身構(gòu)件都在一個(gè)相對(duì)較小的壓鑄機(jī)上在鑄造模具中生產(chǎn)。通過這種方式，可以進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益，因?yàn)閷?duì)于壓鑄機(jī)尺寸至關(guān)重要的打開面積即垂直于主脫模方向的投影構(gòu)件面積較小。

10、此外，在根據(jù)本發(fā)明的車身結(jié)構(gòu)中，可以有利地規(guī)定，車身構(gòu)件具有負(fù)載引導(dǎo)元件并且前壁元件具有通孔，負(fù)載引導(dǎo)元件穿過通孔插入以便形成到相對(duì)于前壁元件與縱梁元件相對(duì)的車身結(jié)構(gòu)的負(fù)載路徑，特別是其中通孔布置在對(duì)應(yīng)貼靠面的區(qū)域中。負(fù)載引導(dǎo)元件可以與縱梁元件一體地設(shè)計(jì)和/或形成。負(fù)載引導(dǎo)元件可以被設(shè)計(jì)為縱梁元件的延伸部，其穿過通孔插入。在前壁元件的與縱梁元件相對(duì)的一側(cè)上，負(fù)載引導(dǎo)元件可以連接或連接至車身的框架結(jié)構(gòu)。為此目的，負(fù)載引導(dǎo)元件可以例如伸入到框架結(jié)構(gòu)中，以便緊固到框架結(jié)構(gòu)，特別是側(cè)向地緊固到框架結(jié)構(gòu)。在發(fā)生事故的情況下，負(fù)載引導(dǎo)元件可用于將至少部分負(fù)載傳遞至框架結(jié)構(gòu)，以便至少部分地減輕前壁元件上的負(fù)載。特別地，可以改善通過負(fù)載引導(dǎo)元件進(jìn)入進(jìn)一步朝車輛后部延伸的縱向負(fù)載路徑的力流。同時(shí)，至少部分地避免了負(fù)載路徑被連續(xù)前壁中斷。

11、在根據(jù)本發(fā)明的車身結(jié)構(gòu)中還可以想到的是，車身構(gòu)件被設(shè)計(jì)為大型鑄造構(gòu)件和/或由鋁合金制成。由于由鋁合金制成，車身結(jié)構(gòu)可以至少部分地具有輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。大型鑄造構(gòu)件尤其可以理解為結(jié)合了車身結(jié)構(gòu)的各種功能的鑄件。大型鑄造構(gòu)件可以優(yōu)選地通過鋁壓鑄來生產(chǎn)。由于設(shè)計(jì)為大型鑄造構(gòu)件，車身構(gòu)件盡管負(fù)載很高但仍可以設(shè)計(jì)成薄壁和/或復(fù)雜的形狀，且具有高質(zhì)量。通過這種方式，可以減少用于生產(chǎn)車身結(jié)構(gòu)的制造費(fèi)用和/或車身結(jié)構(gòu)的重量。

12、在根據(jù)本發(fā)明的車身結(jié)構(gòu)中還可以想到的是，車身構(gòu)件具有彈簧腿套管、輪罩、艙壁板和/或至少一個(gè)另外的縱梁元件。特別地，彈簧腿套管、輪罩、艙壁板和/或另一縱梁元件可以一體地連接至縱梁元件和/或由相同材料設(shè)計(jì)和/或一起形成為大型鑄造構(gòu)件。輪罩可以理解為用于車輪的殼體部分，特別是輪拱形式的殼體部分。在艙壁板上例如可以布置碰撞盒，以便為低沖擊速度的事故提供變形可能性。可以規(guī)定，前車廂的上縱梁由縱梁元件形成，并且前車廂的下縱梁由另一縱梁元件形成。因此，前車廂的大量功能可以集成到車身構(gòu)件中。

13、優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的車身結(jié)構(gòu)中，可以規(guī)定，前壁元件被設(shè)計(jì)為熱成型鋼構(gòu)件。優(yōu)選地，前壁元件可以作為一件式構(gòu)件，即特別是整體構(gòu)件，來形成前壁。這允許前壁元件充當(dāng)車輛乘員的保護(hù)罩并在乘客室中提供保護(hù)區(qū)。通過使用具有高抗拉強(qiáng)度和高屈服極限的熱成型鋼，可以減少事故時(shí)的變形，以保護(hù)車輛乘員在輕微變形保護(hù)區(qū)免受侵入。任何材料配對(duì)都可以通過緊固區(qū)域與貼靠面和對(duì)應(yīng)貼靠面連接。因此，例如，可以不需要將車身構(gòu)件焊接至前壁元件，從而可以通過鋼構(gòu)件在同時(shí)使用大型鑄造構(gòu)件、例如由鋁合金制成的大型鑄造構(gòu)件的情況下實(shí)現(xiàn)保護(hù)效果。

14、此外，在根據(jù)本發(fā)明的車身結(jié)構(gòu)中，可以有利地規(guī)定，車身構(gòu)件和前壁元件在緊固區(qū)域中被粘接和/或螺紋連接。前壁元件和車身構(gòu)件可以例如使用強(qiáng)度粘合劑來粘接。當(dāng)進(jìn)行螺紋連接時(shí)，特別地，可以使用具有公制螺紋和/或英寸螺紋的螺紋連接。因此在維修時(shí)可以容易地將車身構(gòu)件從車身結(jié)構(gòu)上移除并更換。特別是，對(duì)于替換，使用原始的，即例如工廠側(cè)的接合工藝，這可以使得維修更容易滿足法律要求和/或恢復(fù)維修前車身結(jié)構(gòu)設(shè)有的強(qiáng)度。此外，在生產(chǎn)車身結(jié)構(gòu)時(shí)可以降低和/或避免混合結(jié)構(gòu)接合技術(shù)的復(fù)雜性。然而，還可以想到的是，在緊固區(qū)域中使用其他接合技術(shù)來連接車身構(gòu)件和前壁元件。

15、在本發(fā)明的范圍內(nèi)，還可以想到的是，貼靠面至少部分地被至少一個(gè)套筒元件(manschettenelement)圍繞，該套筒元件以材料接合方式連接至前壁元件，以便將車身構(gòu)件緊固至前壁元件。特別地，套筒元件可以由與車身構(gòu)件不同的材料制成。套筒元件可以在緊固區(qū)域中至少部分地或完全地圍繞、特別是包封車身構(gòu)件、特別是車身構(gòu)件的貼靠面。優(yōu)選地，套筒元件可以由鋼制成。為了將車身元件緊固至前壁元件，套筒元件可被焊接至前壁元件。特別地，如果前壁元件是鋼構(gòu)件，則套筒元件和前壁元件可以通過電阻點(diǎn)焊彼此連接。套筒元件可以例如以形狀配合和/或力傳遞的方式連接至車身構(gòu)件和/或粘接，特別是使用強(qiáng)度粘合劑。因此，車身構(gòu)件和前壁元件的緊固可以獨(dú)立于車身構(gòu)件和前壁元件的材料配對(duì)進(jìn)行。套筒元件還可以避免螺紋連接。優(yōu)選地，設(shè)置多個(gè)套筒元件，這些套筒元件在緊固區(qū)域中至少部分地或完全地圍繞、特別是包封車身構(gòu)件。

16、此外，在根據(jù)本發(fā)明的車身結(jié)構(gòu)中，可以想到的是，車身構(gòu)件具有安裝面，該安裝面被設(shè)計(jì)成至少部分地或完全圍繞車身構(gòu)件以將車輛的周圍的車輛部件緊固至車身構(gòu)件，特別是其中安裝面包括貼靠面。例如可以想到的是，縱梁元件代表車身結(jié)構(gòu)的縱梁的一部分，并且前縱梁部分由單獨(dú)的構(gòu)件形成，特別是以金屬板和/或鋼構(gòu)件的形式。此外，上縱梁可以由單獨(dú)的構(gòu)件形成，特別是以金屬板和/或鋼構(gòu)件的形式。前縱梁部分和/或上縱梁可以在安裝面處連接至車身構(gòu)件。這允許減少制造公差和/或噴漆過程中由不同熱膨脹系數(shù)引起的車身結(jié)構(gòu)的變形。

17、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種車輛。該車輛具有帶有根據(jù)本發(fā)明的車身結(jié)構(gòu)的車身。車身結(jié)構(gòu)至少部分地形成車輛的前車廂。

18、因此，根據(jù)本發(fā)明的車輛帶來了與已經(jīng)參照根據(jù)本發(fā)明的車身結(jié)構(gòu)詳細(xì)描述的優(yōu)點(diǎn)相同的優(yōu)點(diǎn)。特別地，車身結(jié)構(gòu)可以形成用于前車廂的車身框架。為此目的，前壁元件可以安裝為車輛乘客室的前部。車輛的前車廂可以通過車身結(jié)構(gòu)連接至車身的其余部分。