CN103459881A - 具有整合的行人保护系统的机动车辆保险杠 - Google Patents

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Abstract

机动车辆保险杠具有渠道形的横梁（1）和安装在所述横梁前面的渠道形的前件（2），所述横梁和所述前件一起形成行人保护系统，其特征在于，在组装状态下，前件（2）具有比横梁（1）更大的总高度（h2），并且所述前件的上壁区域和下壁区域的与横梁面对的后部（3a，3b）从水平方向向横梁（1）倾斜。

Description

具有整合的行人保护系统的机动车辆保险杠
技术领域
本发明涉及机动车辆保险杠，该保险杠具有渠道形的横梁和安装在所述横梁前面的渠道形的前件，所述横梁和前件一起形成行人保护系统。
背景技术
这样的行人保护系统在现有技术中是已知的。它们通过机动车辆在行人腿上的冲击过程中减速峰值降低来为行人缓解行人和车辆之间碰撞的后果。这通过安装在保险杠横梁前面的前件比从行进方向看位于前件后面的横梁用更小的力可变形来实现。通过前件从其前侧到接近横梁前侧的其整个深度上的变形，峰被从减速脉冲降低，因为力的施加在时间上被延长。
由DE 10 2007 039 211 A1，根据权利要求1的前序部分已知一种机动车辆保险杠。该保险杠具有一横梁，该横梁具有壁厚为例如3至6mm的矩形截面。构造在它前面的是前件，其同样具有矩形截面，但是具有例如0.2至0.8mm的显著更小的壁厚。前件具有比横梁更小的总高度，并且其上侧和下侧从横梁起水平地向前延伸。前件的上下侧在行进方向上的这种对齐阻碍在与行人的碰撞开始时前件的变形。根据该文献，通过提供促进变形的边缘轮廓，特别是拉进去或弯曲进去的轮廓区域，对该情形进行补偿。
在行人保护系统的这种实施方案中，不利的是由于前件的小的总高度，行人保护系统在行人的腿上的冲击面积相对较小，并且在变形过程中也不变得更大。因此，冲击力局部地集中在行人身体的小区域上，这不能减轻预期伤害的严重性。
此外，由于所需的前件的非常小的壁厚，挤出方法已证明是困难的。
发明内容
本发明的一个目标是提出具有整合的行人保护系统的机动车辆保险杠，该系统具有改善的与行人碰撞时的可变形性，并且它能够较容易地生产，从而它的成本降低。
该问题通过权利要求1的特征得到解决。本发明的优选实施方案的特征表征在从属权利要求中。
本发明的主题因此是机动车辆保险杠，该保险杠具有渠道形的横梁和安装在所述横梁前面的渠道形的前件，所述横梁和所述前件一起形成行人保护系统。根据本发明的保险杠的特征在于，在组装状态下，前件具有比横梁更大的总高度，并且所述前件的上壁区域和下壁区域的与横梁面对的后部从对应于行进方向的水平方向向所述横梁倾斜。
优选地，每个上壁区域或下壁区域在其面对横梁的后部在接触位置向横梁倾斜，在该接触位置它（横梁）和水平方向形成的角度在60°和180°之间，优选在80°和120°之间，特别优选为约90°。
换言之，前件的上后壁区域和下后壁区域的每一端在接触位置会合于横梁上，在该接触位置它与源于横梁外侧的竖直方向形成锐角。该锐角可以是正的或负的，即前件的上壁区域和下壁区域可以在与横梁的联结位置附近向前或向后倾斜。当该壁区域向前倾斜时，角度必须小于30°，以便赋予前件更好的柔性。有利地，该角度的绝对值小于30°，特别优选小于10°。在本发明的特别优选的实施方案中，该角度为大约零度。
优选地，横梁具有上前边缘和下前边缘，并且前件用其上后壁区域和下后壁区域在这些上前边缘和下前边缘上会合于横梁上。
在本发明的一种优选实施方案中，横梁在截面中具有大致矩形的轮廓，具有与载体元件连接的大致竖直的后壁，同样大致竖直地延伸的前壁，以及一个处于另一个上方、大致水平地延伸的横壁。前件的上（或下）壁区域的面对横梁的后部相对于源于横梁外侧的竖直方向（Na，或Nb）以锐角会合于横梁的上（或下）横壁上。
优选地，面对横梁的所述后部从水平方向出发以一个角度向横梁的横壁倾斜，该角度相对于源于横梁外侧的竖直方向连续地变小。换言之，前件的上（或下）壁区域的面对横梁的后部从最上端或最下端向联结位置延伸，其中在每个点处的切线和源于横梁横壁的竖直方向形成连续地减小的角度。
优选地，横梁具有比前件更大的壁厚。此外，前件可以具有其中壁厚取决于位置的截面。因而，我们可以设计与行进方向大致垂直的厚壁区域，该区域与更薄的、可以更容易地变形的壁区域连接。前件的前壁区域因而可以比上壁区域和下壁区域更厚，这在挤出的多腔室空心型材的情况下是有利的，因为该空心型材由此可以更容易地生产。
根据本发明的一种优选实施方案，横梁和前件通过挤出法由铝合金生产成单件。横梁和前件形成例如挤出的空心型材的后部和前部。
通常，保险杠具有弯曲的形状。空心型材因此必须经常弯曲。由于前件比横梁薄，它可能变形得太强烈，或者甚至塌陷。为了降低这种变形，优选地使用具有不连续的“吸入侧”（即前件的前部，其在弯曲过程中膨胀）的型材。因此推荐在前件的该前部上，至少在保险杠的中心区域，通过铣削或冲压产生缺口或狭缝。保险杠的中心区域位于其夹具之间，所述夹具布置在车辆的纵梁的延长线中。以这种方式，用横梁和前件形成的行人保护系统的截面至少在保险杠的该中心区域保持基本恒定。优选地，这些缺口或狭缝在前件中垂直地延伸。
通过提供这些狭缝，也实现了在与行人的腿的碰撞中仅有腿所冲击的前件的区域发生变形。由此，前件变得更容易在冲击区域变形，并且减速峰被减小。
狭缝可以具有多种形状，其中一些促进前件的弯曲强度，另一些改善前件在碰撞过程中的可变形性。
狭缝可以从前件的上后壁区域延伸到下后壁区域。有利地，狭缝在前件的上和下后壁区域在横梁上会合之前几毫米（例如5mm）的距离终止。
优选地，狭缝具有一至几毫米量级的宽度。
在下列实例中，狭缝具有相同的距离，并且在前件的整个长度上布置分布。在本发明的其它实施方案中，缺口或狭缝通过扁凿（Stichel）冲压，该扁凿的截面形状成形为使得得到的凹陷具有可变的宽度。有利地，狭缝的末端终止在圆孔里，该圆孔的直径优选地大于这些狭缝的宽度。
有利地，前件在其前壁区域具有向后部拉入的缩进，该缩进在其整个长度上延伸。
根据本发明的一种优选实施方案，前件在其壁的内侧上具有下述的轮廓：它在前件的纵向轴线的方向上具有肋条。
根据一种优选实施方案，前件在肋条的谷底中具有约1mm的壁厚，并在肋条的脊上具有约1.4mm的壁厚。
根据本发明的一种优选实施方案，前件的截面轮廓是关于其水平中心轴线对称的。
有利地，变形传感器和/或加速度传感器和/或距离传感器可以安装在前件的内壁上。
有利地，前件在截面中在每一点上具有最大可能的曲率半径。
附图说明
下面借助参照附图对优选实施方案的说明对本发明进行更详细的解释。其中：
图1是根据本发明的具有行人保护系统的保险杠的示例实施方案的立体图；并且
图2是图1所示的保险杠的剖面。
具体实施方式
图1立体地（在行进方向上从后部倾斜地观察）示出根据本发明的保险杠的示例实施方案。
它具有矩形截面的横梁1，该横梁螺旋固定到载体元件9。横梁1具有与载体元件9连接的竖直后壁10，竖直前壁11，以及两个横壁12和13，这两个横壁水平延伸、一个处于另一个上并且以总高度h1间隔开。载体元件9又与（未示出）机动车辆的底盘的纵梁或类似物连接。横梁优选地由铝合金生产并具有优选2mm或更大的壁厚。
从行进方向看，前件2安装在横梁1的前方。在此处所示的实施方案中，前件2与横梁1实现为单件。它与横梁1一起在两腔室挤出方法中生产。
可以清楚地在图2中看出，前件2具有比横梁1的总高度h1更大的总高度h2。这意味着在组装状态下前件2相对于横梁1向上下两方突出。在该优选实施方案中，总高h2是最上端22和最下端24之间的距离。
前件2的从最上端22向联结位置21延伸的上后壁区域3a和前件2的从最下端24向联结位置23延伸的下后壁区域3b从水平方向以大的曲率半径向上或下前边缘8a或8b倾斜。在前边缘8a、8b，它们分别会合到横梁1的上侧或下侧上。这意味着它们分别在接触位置与在此为竖直的向外的法线Na或Nb成零度角。该会合角度（Auftreffwinkel）也可以略微大于零度。
前件2的该配置具有如下的效果：在与行人的碰撞中，前件2可以比前件2的上侧和下侧在行进方向上水平延伸的情况下更容易地在横梁1的上和下边缘8a、8b处变形。
前件2的最大变形路径在碰撞中最优，因为可以发生变形直到前件2的前侧5处在横梁1的前壁11的前侧上。前件2的壁的上后壁区域3a和下后壁区域3b在与行进方向相反的方向上向着后方变形并移位到前边缘8a、8b以外。
以这种方式，前件2在X方向上的深度最佳地用作最大可用变形路径。如上所述，大的变形路径对于力的施加在时间上的延长是重要的。因此，根据本发明，要么发生的减速峰可以进一度减弱，要么前件2的结构深度可以降低，这可以导致具有行人保护系统的保险杠的更加紧凑的结构形式。
在所示的前件2的实施方案中，在前侧5上，在前件2的壁中提供缩进6，它以沟槽的形式在前件2的整个长度上延伸。在截面中看，缩进6以大的曲率半径提供，以便不形成任何不必要的伤害风险。前件2的前侧通过缩进6得到一定的强化，以便将前件2的变形在碰撞中更强烈地集中在前件2的壁的上区域和下区域上。
可以从图1中看出，竖直延伸的狭缝提供在前件2中，沿着前件2的整个纵向范围分别相等地间隔开。可以具有一毫米量级的宽度的竖直狭缝4在前件2的上后区域3a开始，并终止于下后区域3b中，而不到达横梁1的前边缘8a、8b。由此在狭缝4之间形成的连接板(Stege)可以具有一或几厘米量级的宽度。通过提供狭缝4，可以实现在与行人的腿的碰撞中只有腿所冲击的前件2的区域发生变形。由此，前件2在冲击区域更容易变形，并且减速峰被减小。
此外，前件2的壁的可变形性可通过在壁的内侧加肋条而受到正面影响。这通过挤出工具的相应构造发生。优选的是肋条在截面中具有波动的形状。在此，前件2的壁厚在“肋条谷底”
Figure BDA00003663738700061
中优选为约1mm，而它在“肋条脊”(Riffelungsrücken)区域中优选为1.4mm。通过肋条7，在行人身体的冲击区域中，狭缝4之间的条带的弯曲将得到促进，否则这将仅在前件2的显著更薄的壁厚的情况下才可能。然而，显著更薄的壁厚更难以在挤出方法中实现，由此便于生产。
最后，通过前件2形成的腔还可以在前件2的前侧的内壁上配备传感器，例如变形传感器和/或加速度传感器和/或距离传感器。
因此本发明提出了具有整合的行人保护系统的保险杠，该行人保护系统具有改善的变形行为，它将以简化的方式生产并因此构成成本有利的解决方案。
示例实施方案的以上说明不应理解为限制性的。相反，本发明包括落在所附权利要求表述范围内的所有可以考虑的变型。因此，例如，横梁1可以采取任何合适的截面形状，并且前件2的截面形状也可以偏离所示的形状，只要其总高度大于横梁1的总高度并且只要前件2的壁垂直地或者与垂直方向成小角度地会合在横梁1上。

Claims (21)

1.机动车辆保险杠，该保险杠具有渠道形的横梁（1）和安装在所述横梁前面的渠道形的前件（2），所述横梁和所述前件一起形成行人保护系统，其特征在于，在组装状态下，所述前件（2）具有比所述横梁（1）更大的总高度（h2），并且所述前件的上壁区域和下壁区域的与所述横梁面对的后部（3a，3b）从水平方向向所述横梁（1）倾斜。
2.根据权利要求1所述的保险杠，其特征在于，每个上壁区域或下壁区域在其面对所述横梁的后部在接触位置向横梁倾斜，在该接触位置它和向前的水平方向形成的角度在60°和180°之间，优选在80°和120°之间，特别优选为约90°。
3.根据权利要求1或2所述的保险杠，其特征在于，前件的上后壁区域和下后壁区域的每一端在接触位置会合于横梁上，在该接触位置它与源于横梁外侧的竖直方向形成锐角，该锐角的绝对值优选小于30°，特别优选小于10°，并且尤其优选为大约零度。
4.根据上述权利要求中任一项所述的保险杠，其中横梁（1）具有上前边缘和下前边缘（8a，8b），其特征在于，前件（2）用其上后壁区域和下后壁区域（3a，3b）在横梁（1）的上前边缘和下前边缘（8a，8b）上会合于横梁上。
5.根据上述权利要求中任一项所述的保险杠，其中横梁（1）在截面中具有大致矩形的轮廓，具有与载体元件（9）连接的大致竖直的后壁（10），同样大致竖直地延伸的前壁（11），以及一个处于另一个上方、大致水平地延伸的横壁（12和13），其特征在于，上壁区域和下壁区域的面对横梁的后部（3a，3b）相对于源于横梁外侧的竖直方向（Z）以锐角会合于横梁（1）的横壁（12或13）上。
6.根据权利要求5所述的保险杠，其特征在于，面对横梁的所述后部从水平方向出发以一个角度向横梁（1）的横壁（12或13）倾斜，该角度相对于源于横梁外侧的竖直方向（Z）连续地变小。
7.根据上述权利要求中任一项所述的保险杠，其特征在于，横梁（1）具有比前件（2）更大的壁厚。
8.根据上述权利要求中任一项所述的保险杠，其特征在于，前件具有其中壁厚取决于位置的截面，使得与行进方向大致垂直的厚壁区域与更薄的、能更容易地变形的壁区域连接。
9.根据上述权利要求中任一项所述的保险杠，其特征在于，横梁（1）和前件（2）通过挤出法由铝合金生产成单件。
10.根据权利要求9所述的保险杠，其特征在于，横梁（1）和前件（2）形成挤出的空心型材的后部和前部。
11.根据权利要求9所述的保险杠，其特征在于，空心型材被弯曲并铣削或冲压，以使得由横梁和前件形成的行人保护系统的截面至少在保险杠的中心区域保持基本恒定。
12.根据上述权利要求中任一项所述的保险杠，其特征在于，前件（2）具有竖直延伸的狭缝（4）。
13.根据权利要求11所述的保险杠，其特征在于，狭缝（4）从前件的上后壁区域（3a）延伸到下后壁区域（3b）。
14.根据权利要求13所述的保险杠，其特征在于，狭缝（4）在前件（2）的上后壁区域和下后壁区域（3a，3b）在横梁（1）上会合之前几毫米的距离终止。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的保险杠，其特征在于，狭缝（4）具有一至几毫米量级的宽度。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的保险杠，其特征在于，狭缝（4）具有相同的距离，并且在前件（2）的整个长度上布置分布。
17.根据上述权利要求中任一项所述的保险杠，其特征在于，前件（2）在其前壁区域（5）具有向后部拉入的缩进（6），该缩进在其整个长度上延伸。
18.根据上述权利要求中任一项所述的保险杠，其特征在于，前件（2）在其壁的内侧上具有轮廓（7），该轮廓在前件的纵向轴线的方向上具有肋条。
19.根据权利要求18所述的保险杠，其特征在于，前件（2）在肋条（7）的谷底中具有约1mm的壁厚，并在肋条的脊上具有约1.4mm的壁厚。
20.根据上述权利要求中任一项所述的保险杠，其特征在于，变形传感器和/或加速度传感器和/或距离传感器安装在前件（2）的内壁上。
21.根据上述权利要求中任一项所述的保险杠，其特征在于，前件（2）在截面中在每一点上具有最大可能的曲率半径。
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