專利名稱：汽車車頭及汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車的車頭，其具有車頭上部、車頭中部和車頭下部。車頭上部具有引擎罩和擋泥板的前部、前照燈或轉(zhuǎn)向信號(hào)燈。車頭中部具有碰撞能量吸收區(qū)域并具有在行駛方向上的前護(hù)板。前護(hù)板與吸收碰撞能量的、彈性結(jié)構(gòu)共同作用。該彈性結(jié)構(gòu)可塑性變形。
背景技術(shù)：
為此，由專利文獻(xiàn)US 6，467，822B1公開一種帶有碰撞能量吸收結(jié)構(gòu)的汽車，該碰撞能量吸收結(jié)構(gòu)具有導(dǎo)流板。導(dǎo)流板可與保險(xiǎn)杠一體化制造或安裝在保險(xiǎn)杠上。為了改善對(duì)行人的保護(hù)，這種導(dǎo)流板沿汽車的彈性被固定在汽車上的支撐物限制，其中，此支撐物以一段徑向距離固定在導(dǎo)流板的后方。此導(dǎo)流板布置在前部散熱器模塊下方，而吸能結(jié)構(gòu)在行駛方向上設(shè)置在前部散熱器模塊的中部區(qū)域中的前部散熱器模塊的前方。這種汽車的車頭被特殊布置以防止行人更嚴(yán)重的受傷。但是，這樣設(shè)計(jì)的車頭不能避免，行人的腳部在碰撞事故中首先被在汽車的車頭下部的導(dǎo)流板擦傷，并也可能被夾在導(dǎo)流板和路面之間。其中，在上身向引擎蓋傾倒時(shí)會(huì)在膝關(guān)節(jié)上的縱韌帶和十字韌帶上出現(xiàn)很大的載荷，并附加地進(jìn)行膝蓋的極度彎曲。這能夠在多個(gè)比較試驗(yàn)中借助一種在膝蓋的韌帶區(qū)域和膝蓋的彎曲區(qū)域以及小腿和大腿上具有相應(yīng)的測(cè)量?jī)x器的人造腿部結(jié)構(gòu)來(lái)確定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，在與行人碰撞的事故中降低膝部的載荷，并形成能在碰撞事故中更好地保護(hù)行人膝蓋的汽車防護(hù)區(qū)(Fangbereich)。此技術(shù)問(wèn)題通過(guò)一種汽車的車頭解決，該車頭具有車頭上部、車頭中部和車頭下部；其中，車頭上部具有引擎罩和擋泥板的前部以及前照燈或轉(zhuǎn)向信號(hào)燈，車頭中部具有碰撞能量吸收區(qū)域并具有在行駛方向上的飾面元件，飾面元件與吸收碰撞能量的、彈性結(jié)構(gòu)共同作用，該彈性結(jié)構(gòu)可塑性變形，并且其中，車頭下部具有前護(hù)板，并且可彈性變形。這種汽車的車頭具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，S卩，由于車頭下部的可彈性變形性，(在碰撞事故中首先被車頭下部以與腿部區(qū)域的沖擊力相同的力撞到的)行人的小腿和腳部反彈到對(duì)膝蓋負(fù)載更有利的位置。在彈性變形后，車頭下部的變形的部件直接反彈回原始的形狀， 并由此既減少了膝蓋縱韌帶的拉伸也減少了膝蓋的彎折。飾面元件優(yōu)選設(shè)置在前部散熱器模塊的上部的、在行駛方向上的前方。在另一種實(shí)施形式中，前護(hù)板遮蓋住前部散熱器模塊的下部區(qū)域并設(shè)置在前部散熱器模塊的下方。車頭下部?jī)?yōu)選沒(méi)有一些不可彈性變形的部件，尤其是吸氣管接頭、散熱器格柵和霧燈。因此能夠確保，在正面碰撞的交通事故中，只有可彈性變形地與汽車底盤共同作用的前護(hù)板布置在車頭下部，并且在此區(qū)域內(nèi)不再有妨礙性的、不可彈性變形的部件。
在另一種實(shí)施形式中，前護(hù)板具有彈性材料并橫向于行駛方向地固定在吸收碰撞能量的車頭中部。前護(hù)板的下部邊緣區(qū)域卻是自由懸掛的，因此前護(hù)板的彈性材料的彈性變形性能能夠充分發(fā)揮作用。行人的腳和小腿區(qū)域被前護(hù)板的自由懸掛的并且彈性變形的材料以相同的沖擊力(Wucht)向行駛方向反彈回去，因此可減輕膝關(guān)節(jié)的負(fù)載。此外，在一種實(shí)施形式中規(guī)定，前護(hù)板具有彈性材料并彈性地支撐在汽車底盤上。 在這種情況下，前護(hù)板的下部邊緣不再自由下垂，而是具有附加的一些彈性部件，借助這些彈性部件，前護(hù)板彈性的支撐在汽車底盤上。這些彈性元件可以完全不同地設(shè)計(jì)，其中，在另一種實(shí)施形式中，在前護(hù)板和汽車底盤之間設(shè)置有彈性回復(fù)元件。彈性回復(fù)元件例如可以是U形預(yù)彎的鋼板彈簧或彈簧夾或螺旋彈簧，其第一端部固定在汽車前護(hù)板的下部邊緣上并且第二端部鉸接地固定在汽車底盤上。在本發(fā)明的另一種實(shí)施形式中，汽車底盤具有朝向前護(hù)板的橫梁和吸收能量的碰撞盒，其中，彈性回復(fù)元件在行駛方向上設(shè)置在碰撞盒的前面。這具有的優(yōu)點(diǎn)是，一方面防止行人在正面碰撞時(shí)受到更大的傷害，另一方面在與物體發(fā)生較嚴(yán)重的碰撞事故時(shí)和速度相應(yīng)較高時(shí)，在彈性回復(fù)元件之后，吸收碰撞能量的碰撞盒發(fā)揮作用，之后其他裝置，如前部散熱器模塊或其他模塊才會(huì)受到正面碰撞事故的不利影響或受損。此外，在一種實(shí)施形式中規(guī)定，在前護(hù)板和汽車底盤之間設(shè)置有一帶有空心型材的、橡膠彈性的緩沖器。這種橡膠彈性的緩沖器是特別適合的，因?yàn)槠鋸椥詷O好，卻又能極快地回復(fù)到原始形狀。這種快速的回復(fù)能力能夠幫助避免膝關(guān)節(jié)的過(guò)載。此外可行的是，在前護(hù)板和汽車底盤之間設(shè)置有由橡膠彈性的泡沫制成的緩沖器。這種泡沫橡膠元件能夠被制成相對(duì)任意的形狀，并能與前護(hù)板的形狀相適配以及適應(yīng)汽車底盤的結(jié)構(gòu)要求。在另一種實(shí)施形式中，在前護(hù)板和汽車底盤之間設(shè)置有橫向于行駛方向的、帶有空心型材的緩沖器，該緩沖器是橡膠彈性的并且長(zhǎng)條形。這種長(zhǎng)條形的、橡膠彈性的、軟管形式的緩沖器的優(yōu)點(diǎn)是，不具有不被橡膠彈性元件緩沖的空隙。除此之外還可行的是，設(shè)置具有橡膠彈性的泡沫或泡沫橡膠束的長(zhǎng)條形的緩沖器來(lái)取代空心型材。在另一種實(shí)施形式中，取代這種僅有彈性回復(fù)的技術(shù)解決方案，在前護(hù)板的下部邊緣橫向于行駛方向設(shè)置有軟管狀的安全氣囊。這種形式的安全氣囊的優(yōu)點(diǎn)是，其不僅能將行人的腳和小腿在行駛方向上加速?gòu)椈?，而且將行人的小腿和腳部區(qū)域向行駛方向進(jìn)一步地彎曲，因此減小膝關(guān)節(jié)的彎折和膝關(guān)節(jié)上韌帶的拉伸。此外，本發(fā)明涉及一種帶有按照所述實(shí)施形式的車頭的汽車。按照本發(fā)明的汽車具有與按照本發(fā)明的車頭相關(guān)的所述優(yōu)點(diǎn)，在此為了避免重復(fù)不再贅述。汽車可以設(shè)計(jì)成帶有內(nèi)燃機(jī)和/或電動(dòng)機(jī)的轎車。


參照附圖進(jìn)一步闡述實(shí)施形式。圖1是按照一種實(shí)施形式的汽車的車頭的立體示意圖；圖2是在撞擊行人之前的、按照?qǐng)D1所示的汽車的車頭的原理概略圖；圖3是帶有彈性材料制成的前護(hù)板的、按照?qǐng)D1所示的汽車的車頭的原理概略圖4是帶有附加的彈性回復(fù)元件的、按照?qǐng)D1所示的汽車的車頭的原理概略圖；圖5是帶有附加的彈性橡膠的空心型材零件的、按照?qǐng)D1所示的汽車的車頭的原理概略圖；圖6顯示的是帶有附加的由泡沫橡膠制成的元件的、按照?qǐng)D1所示的汽車的車頭的原理概略圖；圖7顯示的是帶有附加的安全氣囊的、按照?qǐng)D1所示的汽車的車頭的原理概略圖。具體實(shí)施形式圖1顯示按照一種實(shí)施形式的、轎車形式的汽車的車頭的立體示意圖。此汽車車頭具有車頭上部2、車頭中部3和車頭下部4。車頭上部2具有引擎罩5和擋泥板6和7的前部以及前照燈8和9。車頭中部具有在后續(xù)附圖中顯示的碰撞能量吸收區(qū)域并具有在行車方向A上的、遮蓋碰撞能量吸收區(qū)域的前護(hù)板元件(例如散熱器格柵)。這種形式的前護(hù)板元件與吸收碰撞能量的、彈性的結(jié)構(gòu)共同作用，并在所示的實(shí)施形式中、在行駛方向A上位于前部散熱器模塊的上部區(qū)域之前，如同在后續(xù)附圖顯示的那樣。彈性的、吸收碰撞能量的結(jié)構(gòu)在中部的區(qū)域是可塑性變形的。車頭下部4具有前護(hù)板12，其在所示的實(shí)施形式中遮蓋住前部散熱器模塊的下部并附加的布置在前部散熱器模塊的下方。前護(hù)板12在行駛方向A上與汽車底盤(如同在后續(xù)附圖顯示的那樣)可彈性變形地共同作用。圖2概略顯示在撞擊行人之前的、按照?qǐng)D1所示的汽車的車頭的原理圖。在此顯示的是模擬行人的靈活的測(cè)試腿30，該測(cè)試腿30在腳部區(qū)域27、小腿區(qū)域M、膝部關(guān)節(jié)區(qū)域25和大腿區(qū)域沈具有測(cè)試點(diǎn)。借助這些測(cè)試點(diǎn)能夠檢測(cè)到腳部區(qū)域27在彎曲時(shí)以及小腿區(qū)域M和大腿區(qū)域26在膝部關(guān)節(jié)區(qū)域25彎曲時(shí)的載荷，并最終進(jìn)一步檢測(cè)到在汽車 1車頭碰撞時(shí)的韌帶，尤其是膝部關(guān)節(jié)區(qū)域25的縱韌帶的應(yīng)變。在這種測(cè)試腿30的碰撞試驗(yàn)中，已證實(shí)存在這種危險(xiǎn)，腳部區(qū)域27在碰撞時(shí)會(huì)卡在車頭的下方，引起膝部關(guān)節(jié)區(qū)域25的縱韌帶的過(guò)度拉伸并使得膝部關(guān)節(jié)區(qū)域，尤其是縱韌帶由于膝部關(guān)節(jié)區(qū)域25過(guò)大角度的彎曲而負(fù)載過(guò)大。結(jié)合圖2顯示汽車1的汽車車頭， 其中，可彈性變形并因此減少碰撞能量的碰撞能量吸收結(jié)構(gòu)10在行駛方向A上位于橫梁16 的前方。在車頭下部4上設(shè)置有汽車底部結(jié)構(gòu)13的碰撞盒17和彈性回復(fù)元件15，其中，在車頭下部4處，前護(hù)板12和彈性回復(fù)元件15共同作用，該前護(hù)板在碰撞時(shí)首先受到小腿區(qū)域M和腳部區(qū)域27預(yù)緊，如虛線所示，但然后，前護(hù)板12可以沿箭頭B的方向彈性回?cái)[， 以便不僅限制而且還及時(shí)減小前護(hù)板12撞擊腳部區(qū)域27和小腿區(qū)域M的彈性回復(fù)力，并因此減輕膝部關(guān)節(jié)區(qū)域25的負(fù)載并防止腳部區(qū)域27的腳踝折斷。位于碰撞盒17之前的這種彈性回復(fù)元件能夠橫向于行駛方向地、分布在汽車的車頭下部4。代替能自行吸收能量的并在較大碰撞力下塑性變形地并減少碰撞能量的碰撞盒 17，與汽車底盤13連接的下部橫梁可以將一些用于前護(hù)板彈性變形的彈性回復(fù)元件固定在車頭下部。前護(hù)板12遮蓋住前部散熱器模塊11的下部區(qū)域并在前部散熱器模塊11的下方延伸，以遮蓋或裝飾汽車底盤13。圖3概略顯示的是帶有由彈性材料制成的前護(hù)板的、按照?qǐng)D1所示的汽車的車頭的原理圖。在這種情況下，前護(hù)板固定在車頭中部3的下方邊緣觀上，并自由下垂以遮蓋
5前部散熱器模塊11的下部區(qū)域和汽車底盤13。由于在車頭下部的隔離護(hù)板12的彈性屬性，在碰撞到行人的小腿或腳部區(qū)域時(shí)，隔離護(hù)板12以與行人撞擊到帶有彈性的前護(hù)板的下部區(qū)域的沖擊力相同的力在箭頭方向B上回?cái)[。圖4概略顯示在車頭下部4帶有附加的彈性回復(fù)元件的、按照?qǐng)D1所示的汽車的車頭的原理圖，該彈性回復(fù)元件可以布置在下方邊緣22和汽車底盤13之間。彈性回復(fù)元件例如可以是U形彎曲的鋼板彈簧四或彈簧夾31或螺旋彈簧32，其在橫向于行駛方向的多個(gè)點(diǎn)上支撐前護(hù)板12的下部邊緣22。圖5概略顯示帶有附加的緩沖器18的、按照?qǐng)D1所示的汽車的車頭的原理圖，該緩沖器18具有彈性橡膠的空心型材19 ；緩沖器要么布置在前護(hù)板12的下方邊緣22和汽車底盤13之間、橫向與行駛方向的獨(dú)立的點(diǎn)上，要么設(shè)計(jì)為沿著前護(hù)板12的下方邊緣22長(zhǎng)條形的橡膠彈性的橡皮管21。其中，橡膠彈性的空心型材19的橫截面為橢圓形。圖6概略顯示帶有附加的由橡膠彈性的泡沫橡膠制成的彈性元件20的、按照?qǐng)D1 所示的汽車的車頭的原理圖。這種泡沫橡膠材質(zhì)的元件20能夠加工成與圖5中所示的、橡膠彈性的空心型材一樣的近似的橢圓形。此泡沫橡膠材料通過(guò)相應(yīng)的陰影線在圖6中標(biāo)記出來(lái)。圖7概略顯示在車頭下部4的前護(hù)板12的下方邊緣22上帶有附加的安全氣囊23 的、按照?qǐng)D1所示的汽車的車頭的原理圖。在長(zhǎng)條形的安全氣囊23的上方，沿前護(hù)板12的下方邊緣22，附加地在行駛方向A上前置有一彈性的泡沫橡膠材質(zhì)的元件20，該元件20例如固定在車頭下部4中的碰撞盒17上。在與行人碰撞時(shí)，不僅有彈性的回復(fù)力而且附加地安全氣囊23沿箭頭方向B向外擺動(dòng)，這能有效地保護(hù)行人的腳。附圖標(biāo)記
1汽車
2車頭上部
3車頭中部
4車頭下部
5引擎罩
6擋泥板
7擋泥板
8前照燈
9前照燈
10碰撞能量吸收結(jié)構(gòu)
11前部散熱器模塊
12前護(hù)板
13汽車底盤
15彈性回復(fù)元件
16橫梁
17碰撞盒
18緩沖器
19空心型材
20泡沫橡膠
21長(zhǎng)條形緩沖器
22下方邊緣
23安全氣囊
24小腿區(qū)域
25膝蓋關(guān)節(jié)區(qū)域
26大腿區(qū)域
27腳部區(qū)域
28下方邊緣
29U形板簧
30測(cè)試腿
31彈簧夾
32螺旋彈簧
權(quán)利要求
1.一種汽車(1)的車頭，其具有車頭上部O)、車頭中部C3)和車頭下部G)，其中，-所述車頭上部⑶具有引擎罩(5)和擋泥板(6、7)的前部以及前照燈(8、9)或轉(zhuǎn)向信號(hào)燈，-所述車頭中部(3)是碰撞能量吸收區(qū)域并具有在行駛方向(A)上的、與吸收碰撞能量的彈性結(jié)構(gòu)(10)共同作用的飾面元件，并且其中，所述吸收碰撞能量的彈性結(jié)構(gòu)(10)可塑性變形，其特征在于，所述車頭下部(4)具有前護(hù)板(12)，并且其中，所述車頭下部(4)可彈性變形。
2.按照權(quán)利要求1所述的車頭，其特征在于，所述飾面元件在行駛方向(A)上位于前部散熱器模塊(11)的上部的前方。
3.按照權(quán)利要求2所述的車頭，其特征在于，所述前護(hù)板(12)遮蓋住前部散熱器模塊 (11)的下部區(qū)域并設(shè)置在前部散熱器模塊(11)的下方。
4.按照以上權(quán)利要求之一所述的車頭，其特征在于，所述車頭下部(4)沒(méi)有不可彈性變形的部件。
5.按照權(quán)利要求4所述的車頭，其特征在于，所述不可彈性變形的部件從由吸氣管接頭、散熱器格柵和霧燈組成的組中選出。
6.按照前述權(quán)利要求之一所述的車頭，其特征在于，所述前護(hù)板(12)具有彈性材料并橫向于行駛方向(A)地固定在所述吸收碰撞能量的車頭中部(3)，并且其下部邊緣02)自由懸掛。
7.按照前述權(quán)利要求之一所述的車頭，其特征在于，所述前護(hù)板(12)具有彈性材料并彈性地支撐在汽車底盤(1 上。
8.按照權(quán)利要求7所述的車頭，其特征在于，在所述前護(hù)板(12)和所述汽車底盤(13) 之間設(shè)置有彈性回復(fù)元件(15)。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的車頭，其特征在于，所述汽車底盤(1 具有朝向所述前護(hù)板(1 的橫梁(16)和吸收能量的碰撞盒(17)，其中，所述彈性回復(fù)元件(1 在行駛方向(A)上固定在所述碰撞盒(17)前面。
10.按照權(quán)利要求7至9之一所述的車頭，其特征在于，在所述前護(hù)板(12)和所述汽車底盤(1 之間設(shè)置有一橡膠彈性的具有空心型材(19)的緩沖器(18)。
11.按照權(quán)利要求7至10之一所述的車頭，其特征在于，在所述前護(hù)板(12)和所述汽車底盤(1 之間設(shè)置有由橡膠彈性的泡沫00)制成的緩沖器。
12.按照權(quán)利要求7至11之一所述的車頭，其特征在于，在所述前護(hù)板(12)和所述汽車底盤(1 之間設(shè)置有橫向于行駛方向(A)的橡膠彈性的長(zhǎng)條形軟管(21)，該軟管具有空心型材。
13.按照權(quán)利要求7至12之一所述的車頭，其特征在于，在所述前護(hù)板(12)和所述汽車底盤(1 之間設(shè)置有一具有橡膠彈性的泡沫OO)的、長(zhǎng)條形緩沖器01)。
14.按照前述權(quán)利要求之一所述的車頭，其特征在于，在所述前護(hù)板(12)的下部邊緣 (22)設(shè)置有橫向于行駛方向(A)的軟管狀安全氣囊03)。
15.一種汽車，其具有按照前述權(quán)利要求之一所述的車頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車(1)的車頭，其具有車頭上部(2)、車頭中部(3)和車頭下部(4)。車頭上部(2)具有引擎罩(5)和擋泥板(6、7)的前部以及前照燈(8、9)或轉(zhuǎn)向信號(hào)燈。車頭中部(3)具有碰撞能量吸收區(qū)域并具有在行駛方向(A)上的飾面元件。飾面元件與吸收碰撞能量的、彈性的結(jié)構(gòu)(10)共同作用。彈性的結(jié)構(gòu)(10)可塑性變形。車頭下部(4)具有前護(hù)板(12)，其中，車頭下部(4)可彈性變形。
文檔編號(hào)B60R19/18GK102555978SQ20111044591
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者J.沙佛 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司