專利名稱：用于汽車的隔板結構、水箱和前車廂的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車的隔板結構或艙壁結構。本發(fā)明還涉及一種用于汽車的前車廂以及汽車本身。
背景技術：
對汽車二氧化碳排放日益嚴格的法律規(guī)定需要在車輛的新研發(fā)和擴展開發(fā)中進行重新考慮。針對于此的措施是減輕車輛總重。盡管在重量方面進行了優(yōu)化，在汽車的新研發(fā)和擴展開發(fā)中還需要考慮在抗疲勞強度、駕駛舒適性以及乘客和行人保護方面不斷提高的要求。
在此所述類型的隔板結構或艙壁結構通常用于將汽車發(fā)動機艙與從車輛前擋風玻璃流下的液體分隔開。作為備選或補充，這種隔板結構也可以用于將采暖和/或空調設備的新鮮空氣進氣口與發(fā)動機艙和必要時與排出的廢氣分隔開。在早期這樣在結構設計上對隔板結構進行優(yōu)化，使得隔板結構同時承擔汽車平衡桿的功能。為此，隔板結構具有位于其縱向上的連接區(qū)域，借助該連接區(qū)域可以將隔板結構與汽車的至少兩個前部減震支柱座相連。迄今普遍使用并且重量較沉的平衡桿由此不再是必需的并且可被省去，從而由此已經(jīng)減輕了重量。然而，這種隔板結構通常至少在起到平衡桿作用的部段區(qū)域中具有更大的壁厚，以便能夠最佳地起到平衡桿的功能，也就是提高車輛車身在前車廂區(qū)域中的抗扭強度。

發(fā)明內容
由此出發(fā)，本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種用于汽車的、具有開頭所述特征的隔板結構或艙壁機構，其具有充分的加固作用以能夠附加地用作平衡桿，同時在重量方面盡可能得輕。此外，應提供一種用于汽車的前車廂以及一種汽車，其適合于使用所述隔板結構。該技術問題按本發(fā)明通過一種隔板結構或艙壁結構、一種水箱、一種汽車尤其是用于汽車的前車廂解決。按本發(fā)明的用于汽車的隔板結構或艙壁結構優(yōu)選用于將汽車發(fā)動機艙與從汽車前擋風玻璃流下的液體隔開和/或用于將汽車采暖和/或空調設備的新鮮空氣進氣口與汽車發(fā)動機艙和必要時與排出的廢氣分隔開。隔板結構具有位于其縱向延伸方向上的、用于連接該隔板結構與汽車的至少兩個(優(yōu)選是前部或前側的)減震支柱座的連接區(qū)域。為此，連接區(qū)域可具有至少一個壁區(qū)段，該壁區(qū)段用作將隔板結構固定在相應減震支柱座上的凸緣。所述減震支柱座優(yōu)選是汽車的車身左側和右側的減震支柱座。連接區(qū)域可設計用于借助焊接、鉚接和/或咬合進行連接。可以考慮將連接區(qū)域設計用于點焊。也可以將連接區(qū)域設計用于沖鉚。按照本發(fā)明，隔板結構橫向于其縱向延伸方向通過階梯至少兩次分級或者說至少兩次形成階梯。
通過該措施使隔板結構獲得較高的加強效果，其中，通過沿隔板結構縱向延伸的階梯進行結構加強。由此在設計隔板結構時可以減小其壁厚，而不會降低加強效果也不會降低其起到平衡桿的作用。因此可將壁相對較薄的部件，尤其是板件用于隔板結構，由此實現(xiàn)減輕車重和降低制造成本。在本發(fā)明中，“隔板結構的分級或階梯”理解為，隔板結構具有兩個彼此成角度的區(qū)段，它們形成階梯并且優(yōu)選沿隔板結構的縱向延伸。作為起始階梯或最終階梯的階梯也可以僅通過一個區(qū)段構成，因此在這種情況下不存在與之成角度的區(qū)段。沿隔板結構的橫向觀察，所述階梯優(yōu)選構成階梯型材。在此沿隔板結構的橫向觀察，所述階梯彼此相鄰地布置。在隔板結構的安裝狀態(tài)下，階梯的沿隔板結構縱向延伸的棱邊優(yōu)選應基本上橫向于車輛的行駛方向延伸。由此尤其在汽車的車身前端區(qū)域內特別有效地提高車身的扭轉剛性。
建議至少一個所述階梯沿隔板結構的縱向連續(xù)地延伸。通過這種在隔板結構縱向上連續(xù)的階梯進一步改善了對隔板結構的加固。目的相同的措施是，所述階梯中的至少另一個沿隔板結構的縱向連續(xù)或連貫地延伸。此外建議，所述階梯借助成型技術形成，例如彎曲、沖壓和/或壓印。所述階梯由此可在制造技術上特別簡單地實現(xiàn)。此外可以考慮的是，整個隔板結構是成型件。按照本發(fā)明的一種設計方案規(guī)定，隔板結構能夠借助連接區(qū)域的壁區(qū)段固定在減震支柱座上，所述壁區(qū)段在隔板結構的安裝狀態(tài)下基本上是水平的。由此避免了可能有隔板結構的區(qū)段延伸至發(fā)動機罩結構的區(qū)域之上或之中。因此確保了足夠的用于發(fā)動機罩結構在碰撞情況下變形的變形自由空間，并且因此可在行人撞在發(fā)動機罩上時對其進行最大程度的保護。隔板結構優(yōu)選借助連接區(qū)域的壁區(qū)段固定在減震支柱座上，所述壁區(qū)段是最上面的階梯的上部區(qū)段的組成部分或者連接在所述第一(最上面的)階梯的上部區(qū)段上。按照本發(fā)明的另一種設計方案，設置有加強結構，該加強結構與隔板結構連接從而形成封閉的空心型材。隔板結構由此得到附加地加強并且具有特別高的剛性。所述空心型材可以具有矩形的橫截面。通過該矩形橫截面實現(xiàn)了在幾何結構上制造簡單的型材。建議所述加強結構布置在減震支柱座之間。由此加強結構增強地或加固地作用在隔板結構上的這個部位，在該部位處隔板結構用作平衡桿并且應能改善車身側的減震支柱座的側面剛性和整個車身尤其是車身前端的連接剛性。按照本發(fā)明的另一種設計方案，加強結構具有能夠將該加強結構連接在減震支柱座上的凸緣或凸緣區(qū)段。通過將加強結構固定在減震支柱座上，可以將力從減震支柱座直接傳導到彈簧加強結構。通過將加強結構和隔板結構分別固定在減震支柱座上，隔板結構和加強結構對于車輛車身起到特別的增強或加固的作用。凸緣區(qū)段或凸緣可以設計用于借助焊接、鉚接和/或咬合進行連接?？梢钥紤]的是，凸緣區(qū)段或凸緣設計用于借助點焊進行連接和/或借助沖鉚進行連接。
按照本發(fā)明的另一種設計方案，加強結構具有至少兩個彼此成角度的區(qū)段，所述彼此呈角度的區(qū)段與所述階梯之一的彼此呈角度的區(qū)段或至少兩個所述階梯的彼此呈角度的區(qū)段連接從而形成空心型材。由此，通過加強結構作用在隔板結構的一個或不同的階梯的兩個不同區(qū)段上并且加強結構和隔板結構的連接沿隔板結構的縱向延伸，可以借助加強結構對隔板結構進行特別有效地加強。加強結構可以具有至少一個或多個連接部位，尤其是固定裝置，汽車部件或車身構件可以固定在這些固定裝置上。例如可以在連接部位上固定ABS控制器、備用油箱、用于固定電纜束的夾子或類似裝置。由此可以省去單獨的固定元件。建議所述加強結構由L形型材構成。由此能夠以技術上簡單的方式實現(xiàn)加強結構。所述加強結構可以設計成橫梁?？梢钥紤]的是，加強結構由具有L形型材的橫梁構成。 按照本發(fā)明的一種設計方案，沿所述隔板結構的縱向觀察，至少一個所述階梯至少部分地終止于所述連接區(qū)域尤其是連接部位之前或之處。由此形成了在幾何形狀上制造簡單的隔板結構，其在連接區(qū)域中基本上沒有棱邊，尤其是所述至少一個階梯的彎折棱邊。因此，按照本發(fā)明的隔板結構由此可在制造技術上相對簡單地實現(xiàn)，其中，隔板結構一方面具有其將發(fā)動機艙和從車輛前部流下的液體分隔開的功能，而隔板結構同時還起到平衡桿的作用，以改善減震支柱座的側面剛性和車身尤其是車身前端的扭轉剛性。本發(fā)明的另一種設計方案在于，所述至少一個階梯的至少一個沿隔板結構縱向延伸的棱邊過渡或連通到另一階梯的沿隔板結構縱向延伸的棱邊中，尤其是過渡到另一階梯的與加強結構相連的區(qū)段中。該措施的目的也是在于在重量盡可能輕的同時加強隔板結構，使得該隔板結構能夠特別有效地起到平衡桿的作用并且由此改善車身前端尤其是整個車輛車身的扭轉剛性。按照本發(fā)明的另一種設計方案規(guī)定，隔板結構是汽車水箱的組成部分。由此隔板結構具有另一個功能，即用作汽車水箱的一部分，通過其將從汽車前擋風玻璃流下來的液體從汽車側面排走。汽車的水箱可以至少部分由隔板結構和車廂前圍板構成。由此將汽車上已經(jīng)存在的部件用于構成水箱，從而可以省去用于形成水箱的單獨構件。由此進一步減輕了重量。建議所述加強結構布置在車輛的水箱以外。加強結構優(yōu)選應布置在汽車水箱下方。通過該措施將加強結構布置在水箱的潮濕區(qū)域之外并且由此保護加強結構以防與積聚在水箱中的液體接觸。由此減小了加強結構被腐蝕的風險。按照本發(fā)明的另一方面包括一種用于汽車的水箱，其具有前述類型的隔板結構。本發(fā)明還包括一種用于汽車的前車廂，其裝備有前述類型的隔板結構。此外，本發(fā)明涉及一種具有前述類型的隔板結構的汽車。


本發(fā)明其它的目的、優(yōu)點、特征和應用可能性由以下借助附圖對實施例的說明中得出。在附圖中示意示出圖I以立體圖示出按本發(fā)明隔板結構的一種可能的實施形式，該隔板結構裝入汽車的前車廂中；圖2以從前方觀察的立體圖示出按圖I的隔板結構；圖3以從后方觀察的立體圖示出按圖I的隔板結構；圖4以沿圖2中的剖切線A-A剖切得到的剖視圖示出按圖I的具有按本發(fā)明隔板結構的前車廂；圖5示出用于加強按圖I的隔板結構的加強結構；并且圖6以沿圖I中的剖切線B-B剖切得到的剖視圖示出按圖I的前車廂。
具體實施例方式圖I示出用于汽車的前車廂100，其具有兩個車身側的減震支柱座110和120，所 述減震支柱座優(yōu)選構成前車廂100右側的減震支柱座和左側的減震支柱座。圖I還示出了用于(未在圖I中示出的)汽車前輪的前車輪罩130和140。每個車輪罩130和140優(yōu)選與位于同側的減震支柱座110或120相連或者減震支柱座110或120分別是車輪罩130或140的組成部分。車輪罩130或140分別在其內壁上各與一個縱梁150或160相連，該縱梁沿行駛方向14突伸出車輪罩130和140。前車廂100具有車廂前圍板180，該車廂前圍板180與按本發(fā)明的隔板結構I共同構成水箱170。該隔板結構I用于排走從(未在圖I中示出的)汽車前擋風玻璃流下的液體，該液體經(jīng)由水箱170從側面導向外部。該液體也可以經(jīng)由車輪罩130或140中的或者車身的側面前圍板中的側面開口流動。如圖I所示，隔板結構I同時設計用于與減震支柱座110、120連接并且因此用作減震支柱座110和120之間的平衡桿。圖2單獨地示出按本發(fā)明的隔板結構I，其中，隔板結構I在反向于行駛方向14觀察的立體圖中示出。隔板結構I具有位于其縱向上的連接區(qū)域2、3，以便能夠在該連接區(qū)域上連接隔板結構I與減震支柱座110、120。隔板結構I優(yōu)選能夠借助連接區(qū)域2、3的至少一個或多個壁區(qū)段15固定在減震支柱座110、120上，其中，壁區(qū)段15優(yōu)選在安裝狀態(tài)下基本上是水平的。壁區(qū)段15可以是隔板結構I的上部水平面的一部分，使得隔板結構I在安裝狀態(tài)中向上朝向發(fā)動機罩構成平坦表面并且由此形成足夠用于汽車發(fā)動機罩結構的變形自由空間。壁區(qū)段15優(yōu)選設計為焊接凸緣。連接區(qū)域2、3優(yōu)選布置在隔板結構I的端側并且構成隔板結構I在其縱向延伸方向上的端部區(qū)域。隔板結構I優(yōu)選具有附加的加強結構12，該加強結構12固定在隔板結構I上并且優(yōu)選基本上處于減震支柱座110和120之間。加強結構12與隔板結構I在結構上相連，例如借助熔焊、釬焊、粘接、螺紋連接或類似方式與隔板結構I固定相連。隔板結構I優(yōu)選由板件構成。建議加強結構12也由板件構成。圖3以沿行駛方向14觀察的立體圖示出處于安裝在減震支柱座110和120上的安裝狀態(tài)下的隔板結構I。如由圖3可以看出，隔板結構I橫向于其縱向延伸被三次分級并且為此具有沿隔板結構延伸的階梯4、5和6。沿隔板結構I的橫向觀察，階梯4、5和6優(yōu)選構成階梯型材。
圖4以相應于按圖2的剖切線的剖視圖示出具有階梯4、5和6的隔板結構I。如由圖3和圖4可以看出，階梯4在隔板結構I的安裝狀態(tài)下構成位于上部或最上面的階梯并且具有在安裝狀態(tài)下優(yōu)選水平的上部區(qū)段16。沿隔板結構I的橫向在上部區(qū)段16上連接有沿隔板結構I縱向延伸的另一區(qū)段21，其中，區(qū)段16和21彼此成角度，優(yōu)選彼此成直角地設置，使得區(qū)段21在隔板結構I的安裝狀態(tài)下基本上垂直地延伸。在區(qū)段21上連接有階梯5，該階梯5又由兩個彼此成角度設置的區(qū)段22和23構成，其中，區(qū)段22在隔板結構I的安裝狀態(tài)下優(yōu)選水平地布置，并且區(qū)段23基本上與區(qū)段22成直角地設置，即在隔板結構I的安裝狀態(tài)下是垂直的。沿隔板結構I的橫向在區(qū)段23上連接有階梯6，該階梯6由相互成角度的區(qū)段24和25構成。階梯6優(yōu)選設計成，使得在隔板結構I的安裝狀態(tài)下區(qū)段24基本上是水平的并且區(qū)段25優(yōu)選與區(qū)段24成銳角。區(qū)段25優(yōu)選設計為用于與車輛前圍板180連接的凸緣區(qū)段，其中，通過隔板結構I與車輛前圍板180的連接形成水箱170。
由圖3可以看出階梯4、5和6在隔板結構I的縱向延伸上的走向。在此規(guī)定，階梯4、5、6之一，即階梯5已在連接區(qū)域2和3之前或基本上在連接區(qū)域2和3處終止。隔板結構I優(yōu)選在縱向端部區(qū)域內設計成，使得階梯5的沿隔板結構I縱向延伸的棱邊10和11基本上過渡成為階梯6的區(qū)段24。階梯5的棱邊9優(yōu)選連通到階梯6沿隔板結構I縱向延伸的棱邊11中。在圖4中以剖視圖示出了可在圖2中看到的加強結構12。加強結構12優(yōu)選由L形型材構成，其具有彼此成角度的、構成L形狀的邊腳的區(qū)段19和20。在區(qū)段19的端側縱向面上成型有凸緣區(qū)段18'，該凸緣區(qū)段18'以優(yōu)選為直角的角度從區(qū)段19向外伸出并且用作與隔板結構I連接的凸緣區(qū)段。加強結構12借助凸緣區(qū)段18'與階梯4的上部區(qū)段16在結構上連接，例如焊接。此外，在加強結構12的區(qū)段20上設置有凸緣區(qū)段18"，加強結構12借助該凸緣區(qū)段18"與階梯5的區(qū)段22在結構上連接，例如焊接。通過加強結構12的形狀構造與隔板結構I共同在隔板結構I的橫向上構成了沿隔板結構I縱向延伸的空心型材。圖5單獨地示出加強結構12。加強結構12在其兩個縱向端部上分別具有凸緣區(qū)段18，以便將隔板結構I固定在前車廂100的側面減震支柱座110、120上，尤其是能夠固定焊接在其上。圖6以沿按照圖I的剖切線B-B的剖視圖示出前車廂100。其中可看到減震支柱座120，以及其基本上垂直的壁190和環(huán)繞的、基本上水平的上壁面200。隔板結構I優(yōu)選以其壁區(qū)段15固定在減震支柱座120的水平壁面200上，優(yōu)選焊接在其上。加強結構12以其凸緣區(qū)段18固定在減震支柱座120的垂直壁190上，尤其是焊接在其上。隔板結構I與加強結構12的連接在減震支柱座110上優(yōu)選也以與按圖6的減震支柱座120相同的方式實現(xiàn)。通過本發(fā)明實現(xiàn)了一種隔板結構，其同時也起到作為用于連接汽車減震支柱座的橫桿的平衡桿的作用。通過隔板結構分級的橫截面型材輪廓實現(xiàn)了隔板結構較高的加固性能，使得較小的隔板結構壁厚就能夠充分滿足作為平衡桿的功能。由于使用了更薄的板件而由此降低了制造成本并且同時減輕了重量。通過按本發(fā)明的隔板結構同時還將發(fā)動機艙與濕氣分隔開。由于隔板結構同時還可用于形成汽車水箱，從而能夠進一步節(jié)省材料并且因此減輕重量。附圖標記清單I隔板結構2連接區(qū)域3連接區(qū)域4階梯，最上面的階梯5 階梯 6 階梯7 棱邊8 棱邊9 棱邊10 棱邊11 棱邊12加強結構13空心型材14行駛方向15壁區(qū)段16上部區(qū)段18凸緣區(qū)段18'凸緣區(qū)段18"凸緣區(qū)段19加強結構的區(qū)段20加強結構的區(qū)段21 區(qū)段22 區(qū)段23 區(qū)段24 區(qū)段25 區(qū)段100前車廂110減震支柱座120減震支柱座130前部車輪罩140前部車輪罩150 縱梁160 縱梁170 水箱180車廂前圍板190 壁
200 壁面
權利要求
1.一種用于汽車的隔板結構(I)，該隔板結構(I)具有位于其縱向延伸方向上的、用于連接所述隔板結構(I)與汽車的至少兩個減震支柱座(110、120)的連接區(qū)域(2、3)，其中，所述隔板結構(I)橫向于其縱向延伸方向通過階梯(4、5、6)至少兩次分級。
2.按權利要求I所述的隔板結構，其特征在于，在所述隔板結構(I)的安裝狀態(tài)下，所述階梯(4、5、6)的沿所述隔板結構(I)縱向延伸的棱邊(7、8、9、10、11)基本上橫向于車輛的行駛方向(14)延伸。
3.按權利要求I或2所述的隔板結構，其特征在于，至少一個所述階梯(4、5、6)沿所述隔板結構(I)的縱向連續(xù)地延伸。
4.按權利要求I至3之一所述的隔板結構，其特征在于，所述階梯(4、5、6)中的至少另一個沿所述隔板結構(I)的縱向連續(xù)地延伸。
5.按權利要求I至4之一所述的隔板結構，其特征在于，所述階梯(4、5、6)借助成型技 術形成，尤其是所述隔板結構(I)是成型件。
6.按權利要求I至5之一所述的隔板結構，其特征在于，所述隔板結構(I)能夠借助所述連接區(qū)域(2、3)的壁區(qū)段(15)固定在所述減震支柱座(110、120)上，所述壁區(qū)段(15)在所述隔板結構(I)的安裝狀態(tài)下基本上是水平的，所述壁區(qū)段(15)尤其是最上面的階梯(4)的上部區(qū)段(16)的組成部分或者連接在所述最上面的階梯(4)的上部區(qū)段(16)上。
7.按權利要求I至6之一所述的隔板結構，其特征在于，設置有加強結構(12)，該加強結構(12)與所述隔板結構(I)連接從而形成封閉的空心型材(13)。
8.按權利要求7所述的隔板結構，其特征在于，所述加強結構(12)布置在所述減震支柱座(110、120)之間。
9.按權利要求7或8所述的隔板結構，其特征在于，所述加強結構(12)具有能夠將該加強結構(12)連接在所述減震支柱座(110、120)上的凸緣或凸緣區(qū)段(18)。
10.按權利要求7至9之一所述的隔板結構，其特征在于，所述加強結構(12)具有至少兩個彼此成角度的區(qū)段(19、20)，所述彼此呈角度的區(qū)段(19、20)與所述階梯(4、5、6)之一的彼此呈角度的區(qū)段或至少兩個所述階梯(4、5、6)的彼此呈角度的區(qū)段(21、22)連接從而形成空心型材(13)。
11.按權利要求I至10之一所述的隔板結構，其特征在于，沿所述隔板結構(I)的縱向觀察，至少一個所述階梯(4、5、6)至少部分地終止于所述連接區(qū)域(2、3)之前或該連接區(qū)域(2,3)之處。
12.按權利要求I至11之一所述的隔板結構，其特征在于，所述隔板結構(I)是車輛的水箱(170)的組成部分。
13.按權利要求I至12之一所述的隔板結構，其特征在于，所述加強結構(12)布置在車輛的水箱(170)以外。
14.一種用于車輛的水箱(170)，其具有按權利要求I至13之一所述的隔板結構(I)。
15.—種車輛，尤其是用于車輛的前車廂(100)，其具有按權利要求I至13之一所述的隔板結構(I)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于汽車的隔板結構(1)。設置有位于隔板結構(1)縱向上的、用于連接該隔板結構(1)與汽車的至少兩個減震支柱座(110、120)的連接區(qū)域(2、3)，其中，隔板結構(1)橫向于其縱向通過階梯(4、5、6)至少兩次分級。本發(fā)明還涉及一種用于汽車的水箱(170)、一種用于汽車的前車廂(100)以及一種汽車。
文檔編號B60R13/08GK102730081SQ20121007911
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權日2011年3月30日
發(fā)明者B.庫恩克勒, K.波爾, U.米爾德納 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司