CN103386942B - 车辆中的保险杠装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆中的保险杠装置，尤其在车辆的尾部内，具有横梁(7)，尤其由泡沫材料构成，例如可弹性或者塑性变形的硬泡沫，该横梁具有在车辆横向(y)延伸的基体(15)，在它的侧端设有连接位置(9)，用于连接在车辆的车身结构(1)上。根据本发明，横梁(7)的基体(15)在连接位置(9)之间具有尤其是横向延伸的变形结构(19)，尤其是至少一个支承凸缘(19)，其支承在白车身(1)上。

Description

车辆中的保险杠装置
技术领域
本发明涉及一种车辆中尤其是车辆尾部内的保险杠装置，具有横梁，尤其由泡沫材料构成，例如可弹性或者塑性变形的硬泡沫，所述横梁具有沿车辆横向延伸的基体，在基体的侧端设有连接位置，用于连接在车辆的白车身上以及一种用于这种保险杠装置的横梁。
背景技术
车辆中的车尾侧的保险杠装置的横梁可以在车辆车身的后封闭板上固定并且如此设计，使得在追尾时在很大程度上避免较大的损坏。为提供为此所需要的构件刚性横梁通常用钢或者塑料制造。在碰撞事故中横梁可在变形的情况下消减碰撞能量而由此防止车辆白车身较大的损坏。
从DE102004008740A1已知一种用于车辆的按本发明所述类型的保险杠装置。其内所示的横梁具有沿车辆横向延伸的基体。它在它的侧面连接位置分别具有两个突出的碰撞盒，它们可置于与车辆纵梁的后端的凸缘连接中的结合位置。用金属或者塑料材料制的横梁的实现方式与很高的制造工艺耗费以及成本耗费相关联。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供车辆中的一种保险杠装置，其中能够以简单的方式制造横梁并且在碰撞事故的情况下能够在很大程度上避免车身的损坏。
该技术问题按本发明通过一种车辆中尤其是车辆尾部内的保险杠装置和一种用于这种保险杠装置的横梁解决，所述保险杠装置具有横梁，尤其由泡沫材料构成，例如可弹性或者塑性变形的硬泡沫材料，所述横梁具有沿车辆横向延伸的基体，在基体的侧端设有连接位置，用于连接在车辆的白车身上，按照本发明，所述横梁的基体在连接位置之间具有尤其横向延伸的变形结构，尤其是至少一个支承凸缘，其支承在白车身上。
本发明基于这样的基本思想：在横梁的朝向车辆车身的一侧设置附加的变形结构，通过该变形结构在碰撞的情况下能够消减附加的碰撞能量，由此使更少的碰撞能量导入车辆结构内。因此一般说横梁不仅具有现有技术中公知的侧面碰撞盒(具有既用于固定横梁也用于在碰撞的情况下吸收能量的双重作用)。而且在两个侧面的连接位置之间还设有上述附加的变形结构，借助该结构同样能够消减碰撞能量。在这种背景下按照本发明，横梁的横向延伸的基体在两个连接位置之间具有至少一个尤其横向延伸的支承凸缘。从横梁基体向前/向后突出的支承凸缘松动地支承在车身结构上。
因此在碰撞的情况下基体的支承凸缘首先在消减碰撞能量的情况下变形，直至横梁的基体移动贴靠在车身结构上。之后横梁的基体在继续消减碰撞能量的情况下最大变形到团块尺寸(Blockmass)。
优选横梁支承凸缘在白车身上的支承已经在车辆的正常行驶运行中进行，也就是说在横梁的尚无事故的装入位置。对此备选的方案是，支承凸缘在横梁的装入位置也可以与车身结构隔开自由的距离并且仅在碰撞的情况下才支承在白车身上。
为保证支承凸缘不受阻碍地变形，横梁基体具有相对支承凸缘向后缩回的自由变形空间。该变形空间优选在它的朝向车身结构的侧面敞开地构造。因此在碰撞的情况下变形的支承凸缘能够移动到变形空间内。
支承凸缘和/或相邻的变形空间优选沿车辆横向连贯地在横梁的两个侧面连接位置之间延伸，以便保证保险杠装置在车辆横向上的碰撞特性大致保持不变。
在一种特别的实施方式中横梁在横截面轮廓中构造为桥形。在这种情况下变形空间例如可以通过向后缩回的、成型在横梁基体内的盆状底板和通过从盆状底板侧面提高的侧壁限定。该侧壁在它们朝向车辆车身的末端过渡为支承面。相应地在这种情况下变形空间槽形地沿车辆横向在横梁基体内延伸。上下两个支承凸缘可以优选仅是窄的边缘腹板，它们尤其沿车辆横向连贯地在横梁的两个连接位置之间延伸。
车身结构可以在车辆尾部区域内优选通过横向而连贯地延伸的竖起放置的封闭板部件构成。它尤其可以特别地设计具有极高构件刚性的支承段，横梁的支承凸缘可与支承段贴靠。
车身结构的支承段可以优选连贯地成条状地沿车辆横向延伸。为实现横梁支承凸缘的完好的支承，车身侧的支承段可与支承凸缘基本上叠合地设计。
如上所述，支承凸缘可以设计为窄的边缘腹板。因此在碰撞情况下在支承凸缘和封闭板部件之间产生具有相应较大力峰值的几乎是线形的接触。为使该力峰值不会导致封闭板部件的损坏，白车身的支承段设计得构件刚性极大，例如设计为彼此重叠的板状部件的双壁结构。
优选双壁结构不仅用于提高刚性，而且以双重功能例如也是凸缘连接的一部分，其中例如彼此连接封闭板部件的轮廓边缘和加装板部件。对此另选的方案和/或作为对此的补充，车身结构的支承段为提高刚性也可以具有卷边，其朝横梁的方向突出并且它的顶部区可与相对的横梁支承凸缘贴靠。
由于上述横梁几何结构能够增强地消减碰撞能量。在这种背景下甚至在必要时能够不用塑料或者金属制造横梁，而是相对地使用成本较低的可弹性或者塑性变形的泡沫材料，例如硬泡沫。
在横梁的两个侧面连接位置处例如可以设置突出的托架，它们以凸缘连接的方式与车辆的车身纵梁螺栓连接。然而尤其与本发明的横梁几何结构结合有利的是，横梁的每个连接位置均具有带接触面的支承凸肩，其可在装入位置中支承在车身结构上。优选支承凸缘能够齐平地过渡为连接位置的支承凸肩的接触面，由此在碰撞的情况下改善向白车身的力导入。
尤其优选可以在支承凸肩内成型固定榫头，它可以与车身侧的容纳部形状配合地插塞连接。为避免另外的螺丝连接，优选横梁的固定榫头通过接触区内的过压以压配合方式形状配合地插入车身侧的容纳部。因此在追尾的情况下固定榫头可以沿车辆纵向进一步移动到车身侧的容纳部内，由此桥形的横梁能够无阻碍地变形，也就是说能够消减碰撞能量。
附图说明
本发明的有利的设计方案和/或扩展设计可以(除例如在单一的配属组合关系或者有组合禁忌的备选情况外)单独地或者也可以彼此任意组合地应用。下面根据附图详细说明本发明和它的有利的设计方案和扩展设计以及它们的优点。在附图中：
图1表示车辆的尾部区，其中去掉了保险杠盖板；
图2表示沿图1中的切平面I-I的剖面图；
图3表示沿图1中的切平面II-II的剖面图；
图4以侧视图表示用于将保险杠横梁固定在车辆白车身上的装配过程；并且
图5表示相应于图2的视图，根据该图表示横梁的碰撞特性。
具体实施方式
图1用粗略的示意图表示车辆的尾部区。对于理解本发明不是必须的构件出于直观性原因在图1中省略。因此车辆的尾部区由一个尾部侧的封闭板部件1组成，它沿车辆横向y在整个车辆宽度上延伸。封闭板部件1是白车身的组成部分并且在内侧限定车辆的货舱3。车辆的两个侧面纵梁5终止于封闭板部件1处。在沿车辆纵向x向后的进一步走向上有保险杠横梁7，它以它的侧面连接位置9固定在车辆的两个纵梁5的后端处。横梁7不用金属或者塑料制造，而完全用泡沫材料(例如一种可弹性或者塑性变形的硬泡沫)制造。这里横梁7在车辆横向y并非连贯地用实体材料制造。而是它在两个连接位置9之间具有在图1中用虚线表示的桁架结构11，其分别沿车辆纵向x向后以及向前构成槽形的凹口13。
横梁7相对于车辆的竖直纵向中心平面镜像对称地设计，并且根据图2由基体15构成，在它的中间区域内设有桁架结构11。在侧面的外部区域内基体15具有后面根据图3和图4说明的连接位置9。如从图2另外所知，横梁7的基体15除桁架结构11之外在两个连接位置9之间具有变形结构17以及在朝向封闭板部件1的侧面上具有附加的变形结构，通过该变形结构在追尾的情况下能够附加地吸收碰撞能量，如其在后面根据图5说明的那样。
在变形结构17的区域内横梁7在横截面轮廓中设计为桥形。为此在基体15上设有上、下支承凸缘19，它们以它们的自由端面松动地支承在封闭板部件1相应的上、下支承段21上。上下两个支承凸缘19根据图2仅是窄的边缘腹板，它们沿车辆横向y连贯地在横梁7的两个连接位置9之间延伸。为构造图2中表示的桥形几何结构，两个支承凸缘19沿车辆高度方向z限定出自由的变形空间23。该变形空间23沿车辆纵向x向后通过设计于横梁7内的向后缩回的盆状底板25限定，侧面提高的侧壁27从该盆状底板25突出，侧面向外弯折的支承凸缘19连接在侧壁27上。
因此在追尾的情况下首先通过两个窄的支承凸缘19向封闭板部件1内引导碰撞力。为避免封闭板部件1变形，它的支承段21设计具有较高的构件刚性。于是在图2中封闭板部件1的上支承段21通过凸缘连接31构成，其中封闭板部件1和加装板部件35的互相重叠的轮廓边缘33通过未图示的焊接连接彼此连接。与此相反，图2中表示的封闭板部件1的下支承段19是朝横梁7的方向突出的板卷边37的顶部区。
两个支承凸缘19沿车辆横向y向外齐平地过渡为支承凸肩38的接触面39(参见图3和图4)，它们是连接位置9的组成部分。支承凸肩38以其接触面39贴靠封闭板部件1的支承面41(参见图3)。以这种方式横梁7沿车辆横向y完全连贯地贴靠封闭板部件1。横梁7凹槽状的自由变形空间23沿车辆横向y侧面向外地分别通过连接位置9的支承凸肩38限定。
横梁7的连接位置9在两个车辆纵梁5上的固定不通过常规的凸缘连接进行，在这种常规的凸缘连接中横梁7和纵梁5的彼此相对的凸缘需要耗费地螺栓连接。该固定只通过形状配合的插接进行。为此根据图3和图4在连接位置9的接触面39内成型固定榫头43。该固定榫头43在图3中以压配合方式插入车身固定的容纳部45。所述车身固定的容纳部45在图3和图4中通过纵梁5的向后敞开的空心型材构成，其与封闭板部件1的通孔47的边缘区焊接。以这种方式可以根据图4把固定榫头43通过通孔47插入到纵梁5的空心型材45内。
在把横梁7接合到两个车辆纵梁5上之前的制造状态中，固定榫头43具有预先定义的过量。由此固定榫头43在接合时由于接触区内的过压压配合地保持在车辆纵梁5的空心型材45内。沿车辆横向x向后根据图3以微小的距离连接有保险杠盖板51。
下面根据图5说明追尾时保险杠横梁7的碰撞特性，图中以虚线表示尚未变形的横梁7：由此首先碰撞脉冲FA通过横梁7的两个支承凸缘19导入后封闭板部件1的刚性支承段21内。在此，支承凸缘19能够在消减碰撞能量的情况下变形，更确切说，该变形持续到横梁7的盆状底板25压靠在封闭板部件1上，如在图5中所示。仅在那时才在继续消减碰撞能量的情况下使基体15连同它的桁架结构11必要时变形为团块尺寸。

Claims (12)

1.一种车辆中的保险杠装置，具有由泡沫材料构成的横梁(7)，所述横梁具有沿车辆横向(y)延伸的基体(15)，在基体的侧端设有连接位置(9)，用于连接在车辆的白车身上，其特征在于，所述横梁(7)的基体(15)在连接位置(9)之间具有横向延伸的变形结构(17)和至少一个支承在白车身上的支承凸缘(19)，其中，所述横梁(7)的变形结构(17)在横截面轮廓中设计为桥形并且具有限定出变形空间(23)的盆状底板(25)和侧面从该盆状底板提高的侧壁(27)，后者在支承凸缘(19)处终止。
2.根据权利要求1所述的保险杠装置，其特征在于，所述横梁(7)由塑性变形的硬泡沫材料构成。
3.根据权利要求1所述的保险杠装置，其特征在于，所述横梁(7)的基体(15)具有对于支承凸缘(19)向后缩回的自由的变形空间(23)，它在其朝向白车身的侧面上敞开。
4.根据权利要求1所述的保险杠装置，其特征在于，所述支承凸缘(19)和/或变形空间(23)沿车辆横向(y)连贯地在两个侧面的连接位置(9)之间延伸。
5.根据权利要求1至4之一所述的保险杠装置，其特征在于，所述白车身具有构件刚性较高的支承段(21)，其贴靠横梁(7)的支承凸缘(19)。
6.根据权利要求5所述的保险杠装置，其特征在于，所述白车身的横向延伸的、竖起放置的封闭板部件具有构件刚性较高的支承段(21)，其贴靠横梁(7)的支承凸缘(19)。
7.根据权利要求5所述的保险杠装置，其特征在于，车身结构的支承段(21)条状地沿车辆横向(y)延伸和/或车身侧的支承段(21)和支承凸缘(19)叠合地设计。
8.根据权利要求6所述的保险杠装置，其特征在于，车身结构的支承段(21)是多层结构，在此处，封闭板部件的轮廓边缘(33)和加装板部件(35)的轮廓边缘(33)相互连接，和/或车身结构的支承段(21)是朝横梁(7)的方向突出的卷边(37)的顶部区。
9.根据权利要求5所述的保险杠装置，其特征在于，车身结构的支承段(21)是具有彼此重叠的板部件的双壁结构。
10.根据权利要求1所述的保险杠装置，其特征在于，所述横梁(7)的每个连接位置(9)均具有带接触面(39)的支承凸肩(38)，其可支承在车身结构上，并且支承凸缘(19)齐平地过渡为连接位置(9)的支承凸肩(38)的接触面(39)。
11.根据权利要求1所述的保险杠装置，其特征在于，所述横梁(7)的连接位置(9)具有固定榫头(43)，它可与车身侧的容纳部(45)插塞连接，并且固定榫头(43)通过接触区内的过压以压配合方式插在容纳部(45)内。
12.一种用于根据权利要求1至11之一所述的保险杠装置的横梁。
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