CN102107636A - 机动车辆的保险杠保护罩 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的保险杠保护罩，该机动车辆包括两个主纵向构件(12)、位于较低高度处的两个辅助纵向构件(16)、以及位于纵向构件(12、16)端部之间的支撑和附接板(20)，该保险杠保护罩为由塑性材料制成的单一整体部件，由两个竖立件(28)和连接竖立件(28)的上部梁(24)形成，竖立件(28)被构造成靠在附接板(20)上以用作碰撞吸收器，保护罩(8)的形状为由竖立件(28)和上部梁(24)提供的H形或倒U形。

Description

机动车辆的保险杠保护罩
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的保险杠保护罩，该机动车辆包括两个主纵向构件、位于较低高度处的两个辅助纵向构件、以及位于纵向构件端部之间的支撑和附接板。
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保险杠梁和下部保险杠梁的前部组件，该上部保险杠梁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导轨(主轨道)的前主纵向构件的端部上，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辅助纵向构件(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。
发明内容
本发明的目标是提供一种保险杠保护罩，其能够适当地对行人碰撞和低速、中速碰撞作出适当响应，同时结构简单，制造成本低。
为此，本发明提供一种前述类型的保险杠保护罩，其特征在于，该保险杠保护罩为由塑性材料制成的单一整体部件，并且由两个竖立件和连接竖立件的上部梁形成，竖立件被构造成靠在附接板上以用作碰撞吸收器，保护罩的形状为由竖立件和上部梁提供的H形或倒U形。
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，保险杠保护罩包括一个或多个下列特征：
-上部梁大体上位于主纵向构件的高度处；
-上部梁定位在大体上与主纵向构件的高度不同的高度处；
-竖立件厚度在120至220mm之间；
-竖立件具有蜂窝结构，该蜂窝结构形成有室，该室纵向延伸穿过竖立件并且开口到保护罩的后面和/或前面上；
-每个竖立件都包括第一盲室以及第二盲室，第一盲室在后面侧闭合且在前面侧开口，第二盲室在后面侧开口且在前面侧闭合；
-上部保险杠梁是双重的并且包括两个竖直地间隔的横向构件；和
-该保险杠保护罩包括至少一个从竖立件向外伸出的行人吸收肋。
本发明的目标也是一种机动车辆保险杠组件，该机动车辆包括两个主纵向构件、定位在较低高度处的两个辅助纵向构件、以及定位在纵向构件的端部处的支撑和附接板，该组件包括如前述任一权利要求所述的保险杠保护罩，竖立件被附接到附接板上且刚性地抵靠附接板。
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，本发明的组件包括一个或多个下列特征：
-竖立件通过螺纹连接和/或粘合剂粘接而附接到附接板上；
-以上限定的组件包括两个附接板，每个附接板都连接主纵向构件和辅助纵向构件，并且每个附接板都延伸过将主纵向构件和辅助纵向构件隔开的整个高度，每个竖立件都大体上沿着其整个高度设置到共同的附接板上；
-该组件还包括下部梁，该下部梁在辅助纵向构件之间横向延伸，并且与保险杠保护罩不同；
-行人吸收肋侧向延伸以设置在上部梁上；
-该组件是机动车辆前部保险杠装置；和
-该组件是机动车辆后部保险杠装置。
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所示为本发明的前部保险杠组件的分解示意透视图；
图2所示为图1的组件的侧剖面图；
图3所示为图1和2的组件的前部保险杠保护罩的四分之三前部透视图；
图4所示为图1和2的组件的前部保险杠保护罩的可选实施例的四分之三后部透视图。
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，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包括高处导轨10和低处导轨14，该高处导轨包括一对主纵向构件12，该低处导轨包括一对辅助纵向构件16。
主纵向构件12也称作轨道。
根据本发明的实施例，辅助纵向构件16是支架延伸部，从附接在纵向构件16之间的支架(例如发动机支架)向前延伸。
辅助纵向构件16位于比主纵向构件12低的高度处。辅助纵向构件16定位在主纵向构件12下方，大体位于同一纵向平面内。
主纵向构件12纵向延伸，并且沿横向方向彼此间隔开。
辅助纵向构件16纵向延伸，并且沿横向方向彼此间隔开。辅助纵向构件16之间的横向距离大致等于主纵向构件12之间的横向距离。
校准主纵向构件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。校准辅助纵向构件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下，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。
前面18附接到主纵向构件12上并且附接到翼部纵向构件上，该翼部纵向构件支撑车身翼部、位于主纵向构件12上方并被设定成向后背向主纵向构件12。
前面18设定成背向主纵向构件12和辅助纵向构件16的前端的后部。
前部部分6包括一对定位在主纵向构件12和辅助纵向构件16的前端处的附接板20。每个附接板20把主纵向构件12的前端连接到位于相同侧的相邻的辅助纵向构件16的前端上。每个附接板20自身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定位在主纵向构件12和辅助纵向构件16的前端处，同时附接到附接板20并且纵向地直接抵靠附接板20而在碰撞的情况下没有任何额外能量吸收元件的插入。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是由塑性材料制成的整体部件，并且形成有位于高处导轨10的高度处的上部保险杠梁24以及通过该保险杠梁24连接在一起的两个竖立件28。取决于竖立件28和上部保险杠梁24，保护罩8为H形或倒U形。竖立件28从上部保险杠梁24的侧端向下延伸。
车辆2还包括下部保险杠梁29，该下部保险杠梁29大体上横向地且水平地延伸，面对竖立件28的下部部分，并且与保护罩8隔开。
根据一实施例，下部保险杠梁29用相同的材料与壳体9制成一体。
或者，下部保险杠梁29包括在其侧端部处的附接凸起25，该附接凸起25能够刚性地配合到竖立件28的下部部分中。梁29的中央部分26设计为响应于碰撞而进行弯曲操作。下部梁29还包括空气通道板27，该空气通道板27在竖立件28之间从中央部分26向后水产延伸，并大体上与竖立件28垂直。
上部保险杠梁24在竖立件28之间大体上横向地且水产地延伸。其功能为在碰撞的情况下将碰撞能量引向竖立件28。
上部保险杠梁24用来在大体上膝盖的高度处撞击行人的腿部。上部梁24适合于在上部梁24碰撞的情况下基本上弯曲变形。
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29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构件30。每个构件30都具有向后水平地敞开的U形截面。构件30增加上部保险杠梁24的弯曲和扭转惯量。它们可具有间隙，特别是具有足够的高度，以便于保护罩8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包括单个构件。
在图4所示的可选方案中，保险杠保护罩8具有倒U形状。
根据具有U形或倒H形的保护罩8的可选实施例，如图4的U形可选实施例所示，每个构件30都包括内部纵向竖直力加强肋31，以用于使得构件30具有期望的刚度。在有利的可替代实施例中，构件30中的肋沿这些构件的整个宽度分布，使得在沿着车辆的横向轴线运动的情况下，在构件30的中心区域中的每单位长度上肋的密度大于在构件30的位于中心区域任一侧上的侧部区域中的密度。
因此，例如中心区域在构件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构件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之间延伸例如距构件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，在中间行人碰撞中，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。
保护罩8的竖立件28被设计成用作壳体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。每个竖立件28都被设计用来基本上沿着碰撞方向进行压缩操作，该碰撞方向在此处为车辆的纵向方向。
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都设计成在中速碰撞(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)。
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后面的粘接表面，并参与了力的有利分布。
将每个主纵向构件12连接到辅助纵向构件16上的这些非常高的附接板20，或者大型板，通过在高处导轨10和低处导轨14之间延伸的竖立件28允许由保护罩8和下部保险杠梁29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导轨10和低处导轨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。
保护罩8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，保护罩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。因此保护罩8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，利用具有如棋盘形构造的室的竖立件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行程，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纵向撞击吸收行程小于250mm，例如小于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，例如离构件30的中心的距离大于300mm时，优选地通过大约50mm的行程上具有如棋盘形式的室的竖立件28的局部纯压缩来实现减速度的降低。
可选地，可以通过如图1所示从竖立件28向前突出的以相同材料与保护罩8制成一体的肋40A、40B、40C、40D的组装来确保行人碰撞能量吸收。这些肋40A、40B、40C、40D填充壳体9和竖立件28之间的空间。
它们相对弯曲，使得能够比竖立件28更容易纵向凹进。因此它们在每个加强竖立件28的前部限定出第一更弯曲能量吸收区域。因此它们允许在接近50mm的行程内吸收行人碰撞能量，同时保持低于150g的减速度。
肋40A、40B、40C、40D具有例如小的竖直厚度(＜3mm)，以具有足够的柔性。
如图1所示，保护罩8包括位于上部构件30的高度处的上部肋40A、中间肋40B、位于下部构件30的高度处的肋40C、以及下部肋40D。
肋40A至40C在每个竖立件28的前面38的前方处沿着竖立件28的整个宽度纵向地且大致水平地突出。
上部肋40A朝向上部构件30的中心侧向延伸，以设置到上部构件30的前表面上，肋40C朝向下部构件30的中心侧向延伸，以设置到下部构件30的前表面上。
中间肋40B定位在上部构件30和下部构件30之间。
下部肋40D在竖立件28的前方处、在竖立件28的位于下部梁29紧上方的区域中竖直地突出。
这些前部肋40A至40D允许构件30和加强竖立件28的侧向区域的前方限定弯曲能量吸收区域，使得在中间或侧向行人碰撞的情况下，减速度保持低于标准值。
在可选实施例中，整体式保护罩8支承额外的光学块(未示出)、用来附接保护罩的壳体的面板的元件(未示出)、用于散热器护栅的附接元件(未示出)、或者允许它们位于散热器护栅后方以最佳方式引导空气的从动风门片。
在如图1至4所示的本发明的实施例中，上部保险杠梁24大体上定位在主纵向构件12的高度处。
根据可选方案，上部保险杠梁24可以相对于主纵向构件12竖直地移动。例如其定位在低于或高于主纵向构件12的高度处。
根据本发明的另一可选实施例，保险杠保护罩8是后保险杠保护罩，适合于布置在车辆底盘后部的后端处。

Claims (15)

1.一种用于机动车辆的保险杠保护罩，该机动车辆包括两个主纵向构件(12)、定位在较低高度处的两个辅助纵向构件(16)、以及定位在纵向构件(12、16)的端部之间的支撑和附接板(20)，该保险杠保护罩的特征在于，该保险杠保护罩为由塑性材料制成的单一整体部件，并且由两个竖立件(28)和连接竖立件(28)的上部梁(24)形成，竖立件(28)被构造成靠在附接板(20)上以用作碰撞吸收器，保护罩(8)的形状为由竖立件(28)和上部梁(24)提供的H形或倒U形。
2.如权利要求1所述的保险杠保护罩，其中，上部梁(24)大体上位于主纵向构件(12)的高度处。
3.如权利要求1所述的保险杠保护罩，其中，上部梁(24)定位在大体上与主纵向构件(12)的高度不同的高度处。
4.如前述任一权利要求所述的保险杠保护罩，其中，竖立件(28)厚度在120至220mm之间。
5.如前述任一权利要求所述的保险杠保护罩，其中，竖立件(28)具有蜂窝结构，该蜂窝结构形成有室，该室纵向延伸穿过竖立件(28)并且开口到保护罩(8)的后面和/或前面上。
6.如权利要求5所述的保险杠保护罩，其中，每个竖立件(28)都包括第一盲室(32)以及第二盲室(34)，第一盲室在后面侧(36)闭合且在前面侧(38)开口，第二盲室在后面侧(36)开口且在前面侧(38)闭合。
7.如前述任一项权利要求所述的保险杠保护罩，其中，上部保险杠梁(24)是双重的并且包括两个竖直地间隔的横向构件(30)。
8.如前述任一项权利要求所述的保险杠保护罩，其特征在于，该保险杠保护罩包括至少一个从竖立件(28)向外伸出的行人吸收肋(40A-40D)。
9.一种机动车辆保险杠组件，该机动车辆包括两个主纵向构件(12)、定位在较低高度处的两个辅助纵向构件(16)、以及定位在纵向构件(12、16)的端部处的支撑和附接板(20)，该组件包括如前述任一权利要求所述的保险杠保护罩(8)，竖立件(28)被附接至附接板(20)上且刚性地抵靠附接板。
10.如权利要求9所述的组件，其中，竖立件(28)通过螺纹连接和/或粘合剂粘接而附接到附接板(20)上。
11.如权利要求9和10中任一项所述的组件，其包括两个附接板(20)，每个附接板都连接主纵向构件(12)和辅助纵向构件(16)，并且每个附接板都延伸过将主纵向构件(12)和辅助纵向构件(16)隔开的整个高度，每个竖立件(28)都大体上沿着其整个高度设置到共同的附接板(20)上。
12.如权利要求9至11中任一项所述的组件，其还包括下部梁(29)，该下部梁在辅助纵向构件(16)之间横向延伸，并且与保险杠保护罩(8)不同。
13.如权利要求12结合权利要求8所述的组件，其特征在于，行人吸收肋(40A、40C)侧向延伸以设置在上部梁(24)上。
14.如权利要求9至13中任一项所述的组件，该组件为机动车辆前部保险杠装置。
15.如权利要求9至13中任一项所述的组件，该组件为机动车辆后部保险杠装置。
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