用于車輛的碰撞結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于車輛的由纖維增強塑料制成的碰撞結構。本發(fā)明還涉及一種具有該碰撞結構的相應車輛。
【背景技術】
[0002]車輛中的碰撞結構是車身的組成部件，這些組成部件在事故中變形以卸除碰撞能量。在車前部中，縱向支架是在碰撞時發(fā)生變形的典型碰撞結構。通常，車輛中的碰撞結構由鋼或鋁制成。在現(xiàn)有技術中使用的由纖維增強塑料制成的碰撞結構是純支架結構，這些純支架結構僅構成鋼或鋁的材料替代。由鋼或鋁制成的碰撞結構的缺點在于它們構造得顯著重于纖維增強塑料。已知的由纖維增強塑料制成的承載結構在傾斜負荷的情況下容易彎折并且因此不滿足穩(wěn)固的碰撞功能。在車身設計中的簡單的材料替代中，在使用纖維增強塑料時需要較長的車身前端或者說較長的車前部，以便實現(xiàn)與鋼或鋁類似的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的任務在于，提供一種用于車輛的碰撞結構以及一種具有該碰撞結構的車輛，所述碰撞結構和車輛在低成本制造和少維護運行的同時能夠?qū)崿F(xiàn)在碰撞方面優(yōu)化的、輕質(zhì)且穩(wěn)固的結構。
[0004]該任務的解決方案通過獨立要求的特征來完成。從屬權利要求以本發(fā)明的有利擴展方案為主題。
[0005]因此，該任務通過這樣一種用于車輛的碰撞結構來解決，該碰撞結構包括至少兩個由纖維增強塑料制成的支架和至少一個由纖維增強塑料制成的面式元件。所述面式元件在此與這兩個支架連接。面式元件設置用于避免支架在碰撞時、即在車輛與碰撞對方碰撞時彎折。通過面式元件，將支架以定義的定向固定。因此，支架在碰撞情況下不彎折，而是發(fā)生壓縮并且因此支架在非常多的先后設置的部位上發(fā)生斷裂。由于支架在非常多的部位上斷裂，因而在碰撞時可相應卸除大量能量。借助于支架，由纖維增強塑料制成的面式元件在碰撞期間也保持在定義的位置中。支架因此確保面式元件不彎折。由此，在碰撞時面式元件也可以吸收能量。本發(fā)明因此涉及一種面式的多維碰撞結構，該碰撞結構包括至少所述兩個支架和面式元件。因為支架和面式元件都由纖維增強塑料制成，所以充分利用了該材料的輕質(zhì)結構潛力。因為支架和面式元件相互穩(wěn)定，所以在碰撞情況下即使在傾斜的力導入、即傾斜于支架縱向方向的力導入的情況下也能充分卸除能量。根據(jù)本發(fā)明，并非利用纖維增強塑料仿制(由纖維增強塑料替代)傳統(tǒng)的鋼車身或鋁車身，而是基于按照本發(fā)明的碰撞結構設計車輛。由此可實現(xiàn)相對短的車前部或車后部。根據(jù)碰撞結構的設計可調(diào)整變形順序。面式元件主要設置用于穩(wěn)定支架。這防止支架在傾斜負荷下單獨彎折，從而支架在這種橫向負荷下與面式元件一起漸進式斷裂。
[0006]優(yōu)選將碳纖維增強塑料或玻璃纖維增強塑料用作纖維增強塑料。對于支架特別是使用編織件。在此，優(yōu)選通過特定的幾何關系以及通過瑋紗與經(jīng)紗的特定比例最佳地利用編織結構的能量，從而碰撞結構在碰撞時相應失效并且每單位長度可卸除最大量的能量。借助于編織角度可控制相應的力水平。
[0007]優(yōu)選規(guī)定，碰撞結構的支架具有空心橫截面、即空心輪廓?？招臋M截面特別是封閉的管狀橫截面。備選于封閉的管狀橫截面，設置敞開的橫截面。支架在車輛中例如用于容納發(fā)動機。通過相應設計橫截面，支架可吸收相應負荷。
[0008]面式元件優(yōu)選通過下述不同方法構成。一方面，面式元件由包括至少兩個彼此間隔開的纖維增強塑料板的夾層結構構成。備選于此的是，使用一個唯一的波紋狀的纖維增強塑料板。在第三種備選方案中，面式元件由一個單個的平坦的纖維增強塑料板構成。對于夾層結構又存在不同的設計可能性。因此，在夾層中，這兩個塑料板可通過泡沫、通過蜂窩體或通過波紋板彼此間隔開。泡沫優(yōu)選由塑料制成。蜂窩體優(yōu)選由紙、由塑料或由鋁制成。波紋板作為夾層中的間隔件優(yōu)選由塑料或纖維增強塑料制成。
[0009]面式元件優(yōu)選直接與所述至少兩個支架連接。在此特別是實現(xiàn)材料鎖合連接。該材料鎖合連接優(yōu)選通過粘接或通過支架與面式元件的一體制造來實現(xiàn)。
[0010]面式元件優(yōu)選具有1mm至50mm、優(yōu)選15mm至40mm的厚度。在支架的橫截面中定義直徑。在此特別是測量最大直徑。該直徑是面式元件厚度的至少150%、優(yōu)選至少200%、特別優(yōu)選至少250%。
[0011]本發(fā)明還包括一種具有現(xiàn)在所述碰撞結構之中的至少一個碰撞結構的車輛。在車輛上定義乘員艙和至少一個車前部。碰撞結構特別是位于車前部中。在此，所述至少兩個支架部分地沿車輛縱向方向延伸。另外規(guī)定，碰撞結構不僅應用于車前部中，而且應用于車后部或乘員艙中。
[0012]在優(yōu)選構造中，碰撞結構的這兩個支架相應構成車輛中的縱向支架。所述縱向支架在車前部中優(yōu)選用于容納發(fā)動機。
[0013]碰撞結構的這兩個支架在車輛的車前部中優(yōu)選構成承載結構。因此，例如行駛機構連接到所述支架上。
[0014]所述至少兩個支架以優(yōu)選的方式沿車輛縱向方向在車輛的整個車前部上延伸。因此，不僅是部分縱向支架由纖維增強塑料制成，而且是整個縱向支架一一至少在車前部區(qū)域中一一由纖維增強塑料制成。支架在此特別是從保險杠至少延伸至車廂前壁。
[0015]優(yōu)選規(guī)定，這兩個支架不僅延伸于車前部中，而且延伸至乘員艙。支架特別是直接過渡到車輛的車頂框架中和/或車門檻中和/或縱向通道中和/或側面框架中。特別優(yōu)選的是，支架在整個車輛長度上延伸，即經(jīng)過車前部、經(jīng)過乘員艙延伸直至后橋。特別優(yōu)選的是，支架在它們的整個長度上由纖維增強塑料制成。
[0016]所述至少一個面式元件優(yōu)選通過對本來就存在的車輛組成部件進行相應構造而形成。因此，由纖維增強塑料制成的面式元件優(yōu)選是車輛的輪罩、底部的組成部件或發(fā)動機罩。特別優(yōu)選規(guī)定，車輛的部分底部或整個底部構成為碰撞結構的面式元件。特別是至少車前部中的整個底部構成為碰撞結構的面式元件。
[0017]另外優(yōu)選規(guī)定，附加于或備選于構成為縱向支架的支架，在車前部中設置碰撞結構的對角延伸的支架。在此，特別是使用兩個交叉的支架。這兩個支架在此也可構造成一體式的。對角延伸的支架在車前部中特別是構成框架結構。
[0018]另外優(yōu)選規(guī)定，通過實心隔板分離車前部與乘員艙。該隔板優(yōu)選由纖維增強塑料制成。碰撞結構的支架在隔板上終止或從隔板旁經(jīng)過并且過渡到例如車門濫中。
【附圖說明】
[0019]本發(fā)明的其它細節(jié)、特征和優(yōu)點由下述說明和附圖給出。其中:
[0020]圖1示出按照本發(fā)明的用于所有實施例的碰撞結構，
[0021]圖2示出按照本發(fā)明的根據(jù)第一種實施例的車輛，
[0022]圖3示出按照本發(fā)明的根據(jù)第一種實施例的車輛的碰撞結構的等軸視圖，
[0023]圖4示出按照本發(fā)明的根據(jù)第一種實施例的車輛的碰撞結構的剖面圖，
[0024]圖5示出按照本發(fā)明的根據(jù)第二種實施例的車輛，
[0025]圖6示出按照本發(fā)明的根據(jù)第二種實施例的車輛的碰撞結構，
[0026]圖7示出按照本發(fā)明的根據(jù)第三種實施例的車輛，
[0027]圖8示出按照本發(fā)明的根據(jù)第三種實施例的車輛的碰撞結構的等軸視圖，
[0028]圖9示出按照本發(fā)明的根據(jù)第三種實施例的車輛的碰撞結構的剖面圖。
【具體實施方式】
[0029]圖1示出碰撞結構4的一般結構。該碰撞結構4以不同的設計用于三種實施例的車輛I中。
[0030]碰撞結構4包括至少兩個彼此間隔開的由纖維增強塑料制成的支架5和至少一個由纖維增強塑料制成的面式元件6。該面式元件6在這兩個支架5之間延伸并且與這兩個支架5固定連接。面式元件6特別是材料鎖合地與這兩個支架5連接。為此，面式元件6可與支架5粘接，或者整個碰撞結構4被一體式制成。
[0031]支架5和面式元件6都由纖維增強塑料、特別是由碳纖維增強塑料制成。在支架5中或者在面式元件6中可嵌入金屬部