CN102107634A - 包括用于附接至少一件机动车辆辅助设备的前保险杠保护罩的机动车辆前部组件 - Google Patents

包括用于附接至少一件机动车辆辅助设备的前保险杠保护罩的机动车辆前部组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种机动车辆前部组件，其包括至少两对前部纵向构件(12、16)以及位于纵向构件(12、16)前端的支撑和附接板(20)，前保险杆保护罩(8)包括由塑性材料制成的整体框架(22)，该框架形成有上部保险杠梁(24)、下部保险杠梁(26)以及连接该上部保险杠梁(24)与下部保险杠梁(26)的两个竖立件(28)，保护罩(8)进一步包括用与框架(22)相同材料制成的附加梁(40)，所述附加梁(40)包括用于附接至少一件机动车辆辅助设备的装置。

Description

包括用于附接至少一件机动车辆辅助设备的前保险杠保护罩的机动车辆前部组件
技术领域
本发明涉及一种机动车辆前部组件，其包括至少两对机动车辆底盘前部纵向构件，以及定位在纵向构件的前端处的支撑和附接板。
背景技术
现代机动车辆设计成对可能存在的不同类型的正面碰撞作出适当响应，例如速度在2.5至4km/h之间(ECE42)的低速碰撞或“停车撞击”、速度大约为16km/h(Danner)的中速碰撞或“可修复的碰撞”以及速度包括在56至65km/h之间的高速碰撞。
现代机动车辆还设计成在行人碰撞中保护行人，并且特别是用于保护行人的腿部和臀部。
可提供一种包括上部金属保险杠纵向构件和下部保险杠梁的前部组件，该上部金属保险杠纵向构件通过增加到上部保险杠梁上的第一金属碰撞吸收器附接到高处通道(主轴)的前上部纵向构件的端部上，该下部保险杠梁通过增加在下部保险杠梁上的第二金属或塑性材料碰撞吸收器附接到前下部纵向构件(例如支架延伸部)的端部上。
然而，这种前部组件的制造和安装复杂、昂贵。
此外，这种组件不能以最佳方式与机动车辆前部设备中的其余设备进行结合，该其余设备为这样的设备，例如位于前部组件周围的冷却系统、光学部件或其它部件等，该组件和这些设备之间无任何特定连接。不得不另外增加复杂的连接装置用于这些不同元件间的相互连接。
发明内容
本发明的目的在于提供一种前部组件，其能够对行人碰撞和低速、中速碰撞作出适当响应，并且该前部组件允许车辆前部其它设备容易结合，同时结构简单，制造成本低。
为此，本发明涉及一种上述类型的前部组件，其包括：
前保险杠保护罩，其包括用塑性材料制成的整体框架，该框架形成有上部保险杠梁和下部保险杠梁以及连接上部保险杠梁与下部保险杠梁的两个竖立件，框架的竖立件被构造成作为碰撞吸收器，并且附接且直接抵靠附接板，保护罩进一步包括与框架材料相同的附加梁，所述附加梁包括用于附接至少一件机动车辆辅助设备的附接装置。
根据其它实施例，单独地考虑或者根据所有可能的技术组合，前部组件包括一个或多个下列特征：
附加梁在上部保险杠梁的上方延伸，并且包括朝着框架后部大致垂直于该框架延伸的至少两个分支，所述分支包括用于附接一件机动车辆辅助设备的附接装置；
附加梁具有至少在所述梁的前面上延伸的肋；
附加梁进一步具有位于其上面上的肋，所述肋进一步在分支上方延伸；
下部保险杠梁包括用于附接至少一件机动车辆辅助设备的附接装置；
竖立件具有蜂窝结构，该蜂窝结构形成有纵向延伸通过竖立件的室，所述的室在保护罩的后面和/或前面上开口；
每个竖立件都包括在后面侧上封闭而在前面侧上开口的第一盲室和在后面侧上开口而在前面侧上封闭的第二盲室；
上部保险杠梁是双重的，并且包括两个竖直地间隔开的横向构件；
该组件进一步包括面向保护罩的背面延伸的一件辅助设备，通过所述附加梁的所述连接装置将所述设备至少附接到所述保护罩的附加梁上；
该辅助设备通过至少一个连接元件附接到附加梁上，该至少一个连接元件附接到附加梁的附接装置上，所述连接元件布置成用于吸收该件辅助设备和保护罩之间的振动。
本发明还涉及一种用于机动车辆的前保险杆保护罩，其包括整体框架和用与该框架相同的材料制成的附加梁，该整体框架形成有上部保险杠梁和下部保险杠梁以及连接上部保险杠梁与下部保险杠梁的两个竖立件，所述附加梁包括用于附接至少一件机动车辆辅助设备的附接装置，该保护罩被设置成结合到如上所述的机动车辆前部组件中，该保护罩的竖立件被构造成用作碰撞吸收器，使其适合于附接且直接抵靠附接板。
附图说明
通过阅读下列仅仅作为例子给出的描述以及参考附图，将更好地理解本发明及其优点，其中：
图1是根据本发明的前部组件的分解示意透视图；
图2是图1所示的细件的侧面剖视图；
图3是根据本发明的第二实施例的前部组件保护罩的示意性透视图，以及
图4是图1和2所示前部组件的四分之三后部透视图，所述组件的保护罩上附接了一件辅助设备。
具体实施方式
随后，参照机动车辆常用方位来理解方位术语，如“纵向”，“横向”，“前部”，“后部”，“上部”，“下部”等，图1中，箭头S沿着机动车辆的纵向方向水平地指向前方。
如图1和2中所示，机动车辆2包括具有前部部分6的底盘4；定位在前部部分6的前端处以在碰撞的情况下保护前部部分6的前保险杠保护罩8；和用于覆盖保护罩8的保险杠壳体9。
前部部分6包括高处通道10和低处通道14，该高处通道包括一对上部纵向构件12或轴，该低处通道包括一对下部纵向构件16或支架延伸部。
上部纵向构件12纵向延伸，并且彼此横向间隔开。
下部纵向构件16纵向延伸，并且彼此横向间隔开。下部纵向构件16之间的横向距离与上部纵向构件12之间的横向距离基本相等。
校准上部纵向构件12以在没有任何弯曲(buckling)的情况下吸收在80kN至100kN之间的最大轴向力。校准下部纵向构件16以在没有任何弯曲的情况下吸收在25kN至45kN之间的最大轴向力。在一些具有非平均尺寸规格的车辆上，在不脱离本发明的范围的情况，所提出的校准范围可以稍微不同。
上部纵向构件12被设置成在它们之间接收前面18并且至少部分地支撑该前面18。在图1中前面18用点划线表示的长方形示意性地示出。在已知的方式中，前面18包括支撑框架，支撑框架支承车辆动力传动系冷却系统和/或空气调节系统的功能性单元，例如一个或多个散热器或电扇单元。如图4所示以及如随后进行描述的，冷却系统包括附接到保护罩8上的散热器19。
前面18设定成背向上部纵向构件12和下部纵向构件16的前端的后部。
前部部分6包括一对定位在上部纵向构件12和下部纵向构件16的前端处的附接板20。每个附接板20把上部纵向构件12的前端连接到位于相同侧的相邻的下部纵向构件16的前端上。每个附接板20都具有在基本竖直的横向平面内延伸的金属板的形状。附接板20可通过冲压、辊轧、压折钢板制成，或进一步由轻质合金制成。
壳体9是车辆的前部主体元件，并且限定了车辆的外部曲线。
保护罩8定位在壳体9和前部部分6之间，用壳体9来覆盖保护罩8。该保护罩8的功能是吸收低速碰撞和中速碰撞(Danner)的能量以便保护底盘4以及在行人碰撞的情况中保护行人。
保护罩8定位在上部纵向构件12和下部纵向构件16的前端处，同时附接到附接板20并且纵向地抵靠附接板20。保护罩8定位在前面18的前方，以便保护该前面18以及保护罩所支承的功能性单元。
保护罩8包括整体框架22，该框架形成有位于高处通道10的高度处的上部保险杠梁24、位于低处通道12的高度处的下部保险杠梁26和将保险杠梁24、26相互连接的两个竖立件28。
保险杠梁24、26基本上横向地且水平地延伸。它们彼此沿竖直方向间隔开。竖立件28在保险杠梁24、26之间基本上竖直地延伸。
保险杠梁24、26的功能是在发生碰撞的情况下将碰撞能量引导向竖立件28。下部保险杠梁26或“行人保险杠梁”还具有在行人碰撞的情况下保护行人腿部的功能。
下部保险杠梁26定位成在膝部以下碰撞行人的腿部，同时上部保险杠梁24设置成与膝部基本垂直地碰撞行人的腿部。
上部保险杠梁24的竖直高度在100mm至200mm之间，优选地在120mm至150mm之间，与高度通常在70mm至90mm之间的传统金属上部保险杠梁的竖直高度相比增加了30％至80％。结果使得与行人的膝部有更好的适应性(减小剪切力)，这是因为对行人身体(胫骨尺寸)的变化(dispersion)或对车辆姿态(负载程度、制动状态)的灵敏度低。停车碰撞或低速兼容碰撞构造中优点是相同的。有利地是，为了确保对行人的适当保护，下部保险杠梁26相对于上部保险杠梁24更加刚性并且更加靠前。
在该例中，上部保险杠梁24是双重的并且包括至少两个沿竖直方向隔开的平行的水平弦杆件(chord member)30。每个弦杆件30都具有向后水平地敞开的U形截面。当弯曲和扭曲时弦杆件30增加上部保险杠梁24的惯量。它们可具有间隙，特别是具有足够的高度，以便于保护罩的注塑和脱模(高度通常在30mm至40mm之间)。或者，上部保险杠梁24包括单个弦杆件。
任选地，每个弦杆件30都包括内部纵向竖直加强肋(未示出)，以用于使得弦杆件30具有期望的刚度。在优选的可替代实施例中，弦杆件30中的肋沿这些弦杆件的整个宽度分布，使得在沿着车辆的横向轴线运动的情况下，在弦杆件30的中心区域中的每单位长度上肋的密度大于在弦杆件30的位于中心区域任一侧上的侧部区域中的密度。
因此，例如中心区域在弦杆件30的中心的任一侧上延伸大约200mm的侧向范围。例如该中心区域的肋的数量多于4个。
在中心的行人碰撞中，当行人的腿部撞上这个中心区域之后，该中心区域中存在大量的肋允许通过弦杆件30在50mm至70mm的纵向行进上的纯弯曲来降低减速度。这种响应与传统的泡沫吸收器的响应完全不同，传统的泡沫吸收器通过在相当的行进上的纯压缩进行操作。
每个侧部区域都在中心区域和竖立件28之间延伸例如距弦杆件30的中心200mm至300mm之间的距离。每个周边区域中的肋的数量少于4个。因此，对于中间的行人碰撞，当行人的腿撞击到该侧部区域时，通过该区域在接近50mm的行进上的局部弯压组合来实现减速度的降低。
下部保险杠梁26具有向后水平地敞开的U形截面。下部保检杠梁26的高度大于上部保险杠梁24的各个弦杆件30的高度。
任选地，下部保险杠梁26包括内部加强肋(未示出)，以用于使得下部保险杠梁26具有上述的期望刚度。
保护罩8的竖立件28可设置成用作壳体9和附接板20之间的能量吸收器，并且在低速碰撞或中速碰撞(Danner)时用于吸收保护罩8上的冲击能量。
因此，竖立件28能够直接地附接到附接板20上并且刚性地抵靠附接板20，而不需要插入加在竖立件28和附接板20之间的额外撞击吸收器。
对于质量在800至1200kg之间的机动车辆，在中速碰撞(Danner)的情况下待消耗的能量通常在6至12kJ之间，有利地是在7kJ至10kJ之间。优选地，每个竖立件28都设置成在中速碰撞(Danner)的情况下吸收多于5kJ、优选地在6至10kJ之间的能量。
每个竖立件28都具有蜂窝结构，该蜂窝结构包括在竖立件28的后面36和前面38之间纵向延伸的室32、34。
每个竖立件28都包括倒置的盲室，该盲室包括在后面侧36上封闭而在前面侧38上敞开的第一盲室32和在后面侧36上敞开而在前面侧38上封闭的第二盲室34。第一室32和第二室34定位成交错排列的行(或者如棋盘上的形式)。
防护罩8进一步包括附加梁40，该附加梁用与框架22相同的材料制成并且在上部保险杠梁24上方大致与该上部保险杠梁24平行地延伸。附加梁40包括用于附接至少一件机动车辆辅助设备的附接装置。根据附图中所示的实施例，这些附接装置设置在分支42上，该分支延伸到附加梁40的两端。分支42与附加梁材料相同，朝着框架22的后部与附加梁40大致垂直地延伸。因此，分支42朝着保护罩8的后部沿着大致纵向方向延伸。
如图4所示，分支42具有用于固定一件机动车辆辅助设备(如散热器19)附接装置44。附接装置由例如槽口形成，该槽口用于接收设置在散热器19上的互补附接装置46。互补附接装置46由例如销形成，该销设置在散热器上且装配到分支42的相应槽口中。根据另一个实施例，每个分支42上的附接装置44形成有至少一个孔口(未示出)，该孔口用于接收设置在散热器19上的互补销或者用于接收设置成接合到散热器19的互补孔口中的销。图1-3中未示出用于附接散热器19的附接装置，该附接装置可以是适合于接收机动车辆的辅助设备部件的任何类型。
根据可选实施例，散热器19通过至少一个连接元件(未示出)附接到分支42上，该连接元件布置成吸收能够在保护罩8和散热器19之间传播的振动。该连接元件由例如具有一定挠度的弹性体材料制成，同时该弹性体具有足够的刚度，以用于保持散热器19与保护罩8的相对位置。更具体地，这种连接元件称为“阻尼器(silent block)”。这样的元件例如具有用于接收散热器19的销的孔口和用于接收设置在附加梁40的形成附接装置44的分支42上的销的孔口。根据实施例，设置有两个连接构件，每个连接构件将散热器19相应地附接到附加梁40的分支42中的一个分支上。根据另一个实施例，附加梁40不包括任何分支42，并且连接构件附接在附加梁40的末端上。
根据可选实施例，附加梁40进一步包括用于附接另一个机动车辆辅助设备的附接装置，例如用于附接光学支撑件的装置或者用于附接设置在机动车辆的车身壳体上的翼状纵向构件的装置。附加梁40还可包括用于接收机动车辆机罩锁的装置。
附加梁40被布置成沿着竖直方向呈现一定的弯曲，以吸收由于机动车辆的机罩上的碰撞而产生的能量。此外，机动车辆正面碰撞时，该附加梁也具有能量吸收特征。为此，附加梁40包括至少在所述梁40的前面上延伸的肋48，如图1和3所示。根据图3所示的实施例，肋48进一步在梁40的上表面上一直延伸到分支42上。如图1所示，肋48例如分布在彼此纵向间隔开的竖直肋50之间和在竖直肋50之间沿对角线延伸的“X”形肋52之间。根据图3中所示的实施例，附加梁40的上表面的肋54呈“锯齿状”延伸。
根据图1中的实施例，附加梁40还包括在附加梁40的前面的两侧沿竖立件28延伸的室55。
图4中所示的散热器19还通过上述诸如连接构件56或“阻尼器”的附接装置附接到下部保险杠梁26上。根据未示出的可选实施例，下部保险杠梁26包括能够接收设置在散热器19上的互补附接装置的竖立件支承附接装置。
每个竖立件28都直接附接到相应的附接板20上，与附接板20接触，并且沿纵向刚性地抵靠在附接板20上。每个竖立件28都覆盖由相应的附接板20所提供的支撑表面的大部分。
每个竖立件28都通过螺纹连接或粘合剂粘接而附接在相应的附接板20上。
该第二解决方案有利的是提供了良好的力的分配，。实际上，涉及通过螺纹连接的组装(金属插入件，孔件，加强基部(sole)，用于螺旋式油枪的空间......)的设计约束被提升，而由螺纹连接所引起的局部应力和分裂风险显著地减弱。此外，所选定的按行交错排列的倒置盲室所形成的几何形状显著增加了竖立件28后面的尺寸表面，并参与了力的有利分布。
将每个上部纵向构件12连接到下部纵向构件16上的这些非常高的附接板20，或者大型板，通过在高处通道和低处通道之间延伸的竖立件28允许由保护罩8吸收的力的分布在车辆的很大高度范围上展开。
大型板20提供延伸至竖立件28的刚性支撑表面，使竖立件28在碰撞中能够均匀压缩，而其竖直地位于高处通道10和低处通道14之间的中间部分不发生任何弯曲。该优点允许竖立件28均匀设计，从而具有均匀分布的相似的室，竖立件28可纵向地从模具中脱出并用来主要进行压缩。因此，该结构与不具有大型板的、其竖立件必须设计成能够产生弯曲的结构完全不同。
因此，设置有根据本发明的前部组件的车辆在与另一车辆接触时具有较小的侵入，这对低速和中速下的车辆之间的相容性是有利的。
由附接板20所提供的支撑结构的尺寸优选的是，宽度在100至180mm之间，高度在350至450mm之间，相应的总体表面积在3.5和8dm2之间。
竖立件28的蜂窝结构使其便于制造，并且在低深度(沿着纵向方向的尺寸)范围内给予竖立件足够的能量吸收能力。
框架22例如通过塑性材料注塑成型而制成为一体。当保护罩8附接在底盘4上时，框架可沿着与机动车辆的纵向相对应的单一方向从模具中脱出。因此框架22加工简单、制造成本低。竖立件28的蜂窝结构允许小的间隙或甚至零间隙，这限制了保护罩8的重量和制造成本。因此，所获得的部件重量轻并且节省材料。
竖立件的蜂窝结构还能够使得用来界定所述室32、34的壁的局部厚度减小。因此，该局部厚度可减小到在2.5至4mm之间的范围中，有利地在3至3.5mm之间。
此外，通常地，由于小的间隙或者不具有间隙能够允许保护罩通过两个相对的半模具沿着与车辆的纵轴线对应的轴线在相反方向上移动而从模具中移除，所以将保护罩8从模具中脱出很方便。因此，不必在模具中提供抽出工具或可移动部分。
此外，利用棋盘形构造的竖立件28中的小间隙或甚至无间隙，能够在纵向凹进的情况下(例如在中速碰撞过程中)获得均匀的刚度。因此，，根据位移量可得到基本恒定的力水平，从而增加耗散的能量且减小吸收路径，同时保持低于上述限定的纵向构件12、16的校准力。
结果是碰撞能量可在减小的行程中被消耗，且该解决方案非常紧凑。因此，该解决方案特别适用于撞击吸收纵向行程小于250mm，特别是小于200mm的小型发动机车辆。竖立件28具有在120至220mm之间的纵向厚度。这允许高效的能量吸收，同时限制了保护罩8的位于附接板20与保护罩8的前端之间的悬置突出。
此外，在横向偏移的行人碰撞中，特别是离弦杆件30的中心的距离大于300mm时，优选地通过大约50mm的行程上棋盘形式的竖立件28的局部纯压缩来实现减速度的降低。
附加梁40进一步允许保护罩8与围绕它的辅助设备、用于附接该设备的支承装置进行最佳结合，同时保持特别简单和经济的方法实施例。

Claims (11)

1.一种用于机动车辆的前部组件，其包括机动车辆(2)的底盘(4)的至少两对前部纵向构件(12、16)以及位于前部纵向构件(12、16)的前端处的支撑和附接板(20)，其特征在于，该前部组件包括前保险杠保护罩(8)，该前保险杠保护罩包括由塑性材料制成的整体框架(22)，该整体框架形成有上部保险杠梁(24)和下部保险杠梁(26)以及连接该上部保险杠梁(24)与下部保险杠梁(26)的两个竖立件(28)，框架(22)的竖立件(28)被构造成作为碰撞吸收器并且附接且直接抵靠附接板(20)，保护罩(8)进一步包括与框架(22)材料相同的附加梁(40)，所述附加梁(40)包括用于附接机动车辆的至少一件辅助设备的附接装置。
2.如权利要求1所述的前部组件，其特征在于，附加梁(40)在上部保险杠梁(24)的上方延伸，并且包括朝向框架后部基本垂直于框架(22)延伸的至少两个分支(42)，所述分支(42)包括用于附接机动车辆的一件辅助设备的附接装置(44)。
3.如权利要求2所述的前部组件，其特征在于，附加梁(40)具有至少在所述附加梁(40)的前面上延伸的肋(48、50、52)。
4.如权利要求3所述的前部组件，其特征在于，附加梁(40)的上面上进一步具有肋(54)，且所述肋进一步在分支(42)上延伸。
5.如权利要求1至4中任一项所述的前部组件，其特征在于，下部保险杠梁(26)包括用于附接机动车辆的至少一件辅助设备的附接装置。
6.如权利要求1至5中任一项所述的前部组件，其特征在于，竖立件(28)具有蜂窝结构，该蜂窝状结构形成有纵向延伸通过竖立件(28)的室，该室开口到保护罩(8)的后面和/或前面上。
7.如权利要求6所述的前部组件，其特征在于，每个竖立件(28)都包括在后面侧(36)上封闭且在前面侧(38)上开口的第一盲室(32)和在后面侧(36)上开口且在前面侧(38)上封闭的第二盲室(34)。
8.如权利要求1至7中任一项所述的前部组件，其特征在于，上部保险杠梁(24)为双重的，并且包括两个竖直地间隔开的横向构件(30)。
9.如权利要求1至8中任一项所述的前部组件，其特征在于，该前部组件进一步包括与保护罩(8)的后面相反地延伸的一件辅助设备(19)，该件设备通过所述附加梁(40)的附接装置至少附接到所述保护罩(8)的附加梁(40)上。
10.如权利要求9所述的前部组件，其特征在于，该件辅助设备(19)通过至少一个连接构件附接到附加梁(40)上，该至少一个连接构件附接到附加梁(40)的附接装置上，所述连接构件被布置成吸收该件辅助设备(19)和保护罩(8)之间的振动。
11.一种用于机动车辆的前保险杠保护罩，其包括整体框架(22)和与框架(22)材料相同的附加梁(40)，该整体框架形成有上部保险杠梁(24)、下部保险杠梁(26)以及连接上部保险杠梁(24)和下部保险杠梁(26)的两个竖立件(28)，所述附加梁(40)包括用于附接至少一件机动车辆辅助设备的附接装置，其特征在于，该前部保险杠保护罩设置成结合到如权利要求1至10中任一项所述的机动车辆的前部组件中，该保护罩的竖立件(28)被构造成用作碰撞吸收器，并且用于附接且直接抵靠附接板(20)。
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