CN104648294B - 用于交通运输工具的保险杠支架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于交通运输工具的保险杠支架(1；1')，所述保险杠支架带有加强结构(2)和至少两个连接件(3、4)，所述连接件用于将保险杠支架(1；1')一侧连接在保险杠(100)上而另一侧连接在交通运输工具车身、尤其是框架结构(200)上。按照本发明规定，保险杠支架(1；1')具有至少一个布置在至少一个连接件(3、4)的区域中并且用作能量吸收件的扩展结构(5)，所述扩展结构与所述加强结构(2)材料接合地相连。此外，本发明还涉及一种带有保险杠支架(1；1')的布置结构以及一种汽车。

Description

用于交通运输工具的保险杠支架
技术领域
本发明涉及一种用于交通运输工具的保险杠支架，所述保险杠支架带有加强结构和至少两个连接件，所述连接件用于将保险杠支架一侧连接在保险杠上而另一侧连接在交通运输工具车身、尤其是框架结构上。
背景技术
这种保险杠支架通常被用于强化例如前保险杠的下部撞击区域。在致力于保护行人的措施中，保险杠和保险杠支架设计为在碰撞行人的情况下受压变形并且由此吸收至少部分碰撞的能量的构件。在保险杠的区域内，布置在此处的构件的能量吸收能力被用于在发生碰撞时保护行人的腿部。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种带有本文开头所述特征的保险杠支架，所述保险杠支架一方面在其有关对应保险杠的加强作用上、另一方面在其碰撞行人时的吸收性能上得到优化。
所述技术问题按照本发明通过一种用于交通运输工具的保险杠支架解决，所述保险杠支架带有加强结构和至少两个连接件，所述连接件用于将保险杠支架一侧连接在保险杠上而另一侧连接在交通运输工具车身、尤其是框架结构上，所述保险杠支架还带有至少一个布置在至少一个所述连接件的区域中并且用作能量吸收件的扩展结构，所述扩展结构与所述加强结构材料接合地相连。为了解决所述技术问题还建议了一种保险杠支架的布置结构以及带有这种保险杠支架或其布置结构的汽车。
用于交通运输工具的保险杠支架具有加强结构和至少两个连接件，所述连接件用于将保险杠支架一侧连接在保险杠上而另一侧连接在交通运输工具车身、尤其是框架结构上。
此外，保险杠支架还具有至少一个布置在至少一个连接件的区域中并且用作能量吸收件的扩展结构，所述扩展结构与加强结构以集成方式材料接合地相连。由此使保险杠支架实现了综合作用，即一方面强化地发挥保险杠方面的作用，另一方面在与行人发生碰撞的情况下至少部分分解碰撞能量。通过扩展结构与加强结构相互间材料接合的连接，避免了由于扩展结构与加强结构之间的过渡部位上的螺栓或其它固定器件所带来的干扰作用。由于通过扩展结构和加强结构的材料接合式连接省去了附加固定器件并且节省了用于装配这些固定器件的额外装配时间，可以简单且成本低廉地实现所述保险杠支架。
基于扩展结构和加强结构的材料接合式连接，保险杠支架由单构件式或者一体式的构件构成。这种一体式的构件可以通过至少两个单独构件的接合构成，其中，所述构件的连接只能通过损毁连接或损毁可能所使用的连接器件才能被分开。
在此建议，加强结构设计为能量吸收件。通过扩展结构与发挥吸收件作用的加强结构的材料接合式连接，避免了在由这两个构件构成的负载途径中的间断、例如用于附加连接器件的穿孔或带有焊缝的凹陷，从而使保险杠支架能在碰撞情况下不受干扰地分解碰撞能量。
当根据一种设计方案，扩展结构可变形、尤其是可弹性塑性(elasto-plastisch)变形时，得到了扩展结构作为能量吸收件的特别好的功能。
当扩展结构由塑料制成或具有这种材料时，发挥能量吸收件作用的扩展结构能够通过在技术上简单的方式实现。
例如扩展结构可以通过注塑形成，尤其是注塑在加强结构上。由此，通过技术上简单的方式实现了带有能量吸收件功能的扩展结构。由此，也可以通过将扩展结构注塑在加强结构上而以技术上简单的方式将扩展结构连接在加强结构上。
在此建议，扩展结构被设计为基本上呈面状。由此有利于扩展结构作为能量吸收件的作用。然而还可以设想的是，扩展结构和加强结构均设计为基本上呈面状。由此，一方面有利于作为能量吸收件的作用；另一方面，这种几何形状还使加强结构具有制造技术方面的优点。
在一种设计方案中规定，扩展结构包围加强结构的边缘。由此，当出现朝向侧面推移的碰撞、例如行人与汽车的碰撞时，保险杠支架还借助其扩展结构发挥了能量吸收件的功能。同时，当扩展结构包围加强结构的边缘时，扩展结构也发挥了作为相对加强结构的机械式保护结构的作用。这尤其在以下情况下是有利的，即扩展结构由塑料制成，并且加强结构例如由板材或类似材料构成。由此有效避免了锐利的边缘。可以设想的是，扩展结构部分或完整地围绕加强结构的边缘。
另一种设计方案在于，扩展结构构成边缘结构，所述边缘结构例如构成了与保险杠部件的几何形状配合。由此可以确保，当在碰撞过程中碰撞力作用在保险杠支架上时，通过扩展结构实现迅速的且在受到较小碰撞力时就已经发生的变形。当加强结构还同时用作能量吸收件时，能在相对较短的路程内实现平缓增长的力-路程特征曲线，之后通过发挥能量吸收件作用的加强结构针对所作用的撞击力快速地形成较高的反应力。
根据一种设计方案规定，至少一个连接件设计在扩展结构上或通过扩展结构构成。由此产生了用于加强结构的制造优点，所述加强结构可以在没有连接件的情况下实现，从而使加强结构可以被制造成几何上简单且因此技术上易于实现的几何形状。
还可以设想的是，在扩展结构上设计有保持件或夹紧件。这种保持件或夹紧件可以设计用于在碰撞情况下避免保险杠支架的扭转，这是通过使夹紧件或保持件贴靠在车身件上并且由此使保险杠支架基本上保持在其安装位置上来实现的。在此，夹紧件以用于保险杠支架的形状配合式移动限制件的形式发挥作用，所述移动限制件用作用于车身件的止挡。
如果加强结构同时还用作能量吸收件，则按照本发明规定，加强结构是可弹性变形的或可弹性塑性变形的。例如可能的设计方案规定，加强结构由有机材料板或有机板件构成。有机材料板理解为至少一种纤维复合材料或纤维基体半成品，其例如由纤维织物或纤维层构成或具有这种纤维织物或纤维层，其中，所述纤维织物或纤维层嵌入热塑性的塑料基体中。
通过有机材料板使加强结构具有所追求的刚性和强度，其中，加强结构同时被紧凑地构成、尤其在加强结构的高度方面被紧凑地构成。有机材料板还实现了相对较低的材料重量和相对较大的单位刚性，从而使保险杠支架具有非常有利的刚性-厚度比，并且由此产生了用于汽车的燃料消耗优势和排放优势。
例如由有机材料板构成的加强结构可以具有约为0.5mm至1.5mm、优选约为1.0mm的厚度。由此，加强结构在其厚度和高度方面被这样紧凑地构造，从而使加强结构可以顺利地布置在交通运输工具冷却器的下方，同时由加强结构构成的交通运输工具底部构造延伸得足够高，以便能在不发生碰触的情况下驶过路缘石。
通过有机材料板还能够以技术上简单的方式将加强结构设计为面状结构。
在此规定，加强结构与扩展结构相比具有不同的变形特性。例如通过扩展结构可以实现平缓上升的力-路程特征曲线。通过发挥能量吸收件作用的加强结构可以得到这样的变形特性，从而快速地形成较高的反应力，所述反应力反作用于碰撞力，并且由此将碰撞能量中这么大的能量份额转化为弹性变形，使得在行人碰撞测试中反向的腿部撞击器(Beinimpaktor)加速并且导致腿部撞击器的旋转。
根据另一设计方案规定，加强结构具有基本上连续的凹陷，并且凹陷的侧壁分别面向一个连接件。例如加强结构、尤其是面状结构可以设计为盆状或槽状。通过这种方式方法使加强结构成为沿交通运输工具横向特别加强地发挥作用的几何形状，其中，在碰撞情况下、尤其在正面碰撞的情况下，有利于加强结构的弹性变形或弹性塑性变形，并且例如使在冷却器模块下方延伸的加强结构弯曲。
此外，本发明还包括上述类型的保险杠支架在交通运输工具的保险杠与框架结构之间的布置结构。
如果保险杠支架根据一种设计方案以其一个连接件连接在保险杠上并且以其另一个连接件连接在框架结构上，则保险杠支架尤其能针对保险杠发挥其功能。
此外，本发明还包括带有上述类型的保险杠支架的汽车。保险杠支架可以通过上述类型的布置结构在汽车上实现。
通过本发明实现了保险杠支架的实施方式，所述保险杠支架在优化碰撞中的能量吸收特性的同时提供了在重量上较轻的解决方案。同时，所述保险杠支架满足于汽车中最狭窄的安装场合，例如保险杠支架可以布置在交通运输工具冷却器的下方，其中向下形成了足够高的离地间隙，以便能驶过路缘石。通过保险杠支架得到了在与行人发生碰撞、尤其与行人腿部发生碰撞时用于能量吸收的刚性较高且同时柔性的或可弯曲的解决方案。
在一种设计方案中，保险杠支架具有刚开始平缓上升的力-路程特征曲线，在该特征曲线上快速地形成了较高的反应力作为针对碰撞力的反作用力，以便将一定的能量份额转换为弹性变形。此外，通过保险杠支架的一体式构造还确保了保险杠支架在腿部碰撞的情况下无干扰地发生变形，保险杠支架在不受间断部位(例如带有焊缝的凹陷、凹槽或螺栓件)干扰的情况下发挥作用。
附图说明
本发明的其它目的、优点、特征和应用可能性由以下结合附图对两个实施例的描述给出。
在附图中：
图1以安装位置上的示意侧视图示出了用于汽车的保险杠支架的一种可能的实施方式；和
图2以俯视图示出了用于汽车的保险杠支架的另一种可能的实施方式。
具体实施方式
图1以沿交通运输工具纵向的剖面剖切得到的剖视图示意性示出了汽车的前车厢300。所述前车厢300在其向前指向的端部上具有保险杠100和冷却器400，所述冷却器布置在汽车的保险杠100与框架结构200之间。
此外，前车厢300还具有保险杠支架1，所述保险杠支架一侧连接在保险杠100上而另一侧连接在框架结构200上。为此，保险杠支架1具有连接件3和连接件4，用以例如形状配合和/或摩擦接合地固定在保险杠100上和框架结构200上。
保险杠支架1可以是所谓的保险杠下部筋(Lower Bumper Stiffener)。保险杠支架1具有加强结构2，所述加强结构用于加强保险杠100并且同时在汽车碰撞时用作能量吸收件。加强结构2可以通过有机材料板构成，所述有机材料板例如具有约0.5mm至约1.5mm、优选约1.0mm的厚度。加强结构2优选设计为面状并且优选具有凹陷7，其中，凹陷7的侧壁8和9分别面向连接件3和4中的一个。凹陷7基本上沿交通运输工具横向延伸。
此外，保险杠支架1还具有两个扩展结构5和6，其中一个扩展结构5布置在连接件3的区域中，而另一个扩展结构6布置在连接件4的区域中，并且分别与加强结构2材料接合地连接。扩展结构5和6位于由保险杠支架1构成的在碰撞情况下、尤其在汽车的正面碰撞情况下的负载路径上，并且通过以下方式用作能量吸收件，即扩展结构5和6在受到碰撞力时通过变形分解至少部分碰撞能量。为此，扩展结构5和6由塑料制成，并且优选通过注塑制成。扩展结构5和6尤其注塑在加强结构2上，由此在不在保险杠支架1的构造中使用附加连接器件和焊缝或类似干扰的情况下实现扩展结构5和6与加强结构2之间的连接。
在图1中通过线条11的走向示出了扩展结构5和6在受到碰撞力F时的变形，其中，变形不仅涉及扩展结构5，而且扩展结构6在碰撞情况下也可以产生变形。
扩展结构5和6至少在连接件3和4的区域中构成了保险杠支架1的分别相互对置的端部区域，其中，加强结构2处于扩展结构之间。优选地，连接件3和4尤其通过注塑工艺中的成型设计在扩展结构5和6上。
优选地，扩展结构5在根据图1的安装位置上基本上水平放置地定向，其中，加强结构2的连接在扩展结构上的侧壁8和9向下倾斜地延伸，用以构成加强结构2的具有沿交通运输工具横向延伸的凹陷7的盆状或槽状设计。由此，在碰撞情况下有利于加强结构2的变形特性。
当碰撞力F作用在保险杠100上时，例如扩展结构5首先按照线条11变形，并且随后加强结构2沿按照箭头12的方向弯曲。所述变形特性还出现在保险杠支架1的两侧上，即也出现在连接件4和设置在该处的扩展部段6以及加强结构2的侧壁9上。
图2示出了用于交通运输工具的保险杠支架1'的另一种可能的实施方式，其中，在该处以俯视图方式至少示意性地示出了保险杠支架1'。所述保险杠支架1'能够以与按照图1的保险杠支架1相同的方式设计。
如图2所示，加强结构2设计为面状，其中，扩展结构5和6借助布置在侧面的扩展结构13和14相互连接。因此通过扩展结构5、6和13、14构成了环形结构，所述环形结构包围加强结构2。扩展结构5、6、13和14构成了边缘结构，所述边缘结构环绕加强结构2的边缘，并且由此与加强结构2的边缘材料接合地、尤其通过注塑地相连。
尽管借助至少一个示例性实施方式描述了本发明，然而要明确的是，还存在大量变形方式。还应注意的是，该示例性实施方式或多个示例性实施方式仅是示例，而不能以任何方式视为对保护范围、应用性或实用性或结构的限制。上述描述为本领域技术人员提供了用于转化或实施至少一个实施方式的适宜的教导；应该明确的是，可以对以上在至少一个示例性实施方式中描述过的元件或部件的功能和布置进行各种修改，只要不背离权利要求书所述技术方案及其等同技术方案的保护范围。
附图标记清单
1 保险杠支架
1' 保险杠支架
2 加强结构
3 连接件
4 连接件
5 扩展结构
6 扩展结构
7 凹陷
8 侧壁
9 侧壁
11 线条
12 箭头
13 扩展结构或扩展部
14 扩展结构或扩展部
100 保险杠
200 框架结构
300 前车厢
400 冷却器
F 碰撞力

Claims (21)

1.一种用于交通运输工具的保险杠支架(1；1')，所述保险杠支架带有：
加强结构(2)，所述加强结构具有侧壁；
至少两个连接件(3、4)，所述连接件(3、4)用于将保险杠支架(1；1')一侧连接在保险杠(100)上而另一侧连接在交通运输工具车身上；和
至少一个布置在至少一个所述连接件(3、4)的区域中并且用作能量吸收件的扩展结构(5)，
其中，所述至少一个扩展结构呈面状并且与所述加强结构(2)材料接合地相连，
其中，所述加强结构的侧壁向下倾斜地延伸，以构成盆状设计结构，
其中，在扩展结构上设计有夹紧件，所述夹紧件设计用于在碰撞情况下避免保险杠支架的扭转，这是通过使夹紧件贴靠在车身件上并且由此使保险杠支架保持在其安装位置上来实现的，并且其中，夹紧件以用于保险杠支架的形状配合式移动限制件的形式发挥作用，所述移动限制件用作用于车身件的止挡。
2.根据权利要求1所述的保险杠支架，其特征在于，所述交通运输工具车身是框架结构(200)。
3.根据权利要求1所述的保险杠支架，其特征在于，所述扩展结构(5)能够变形。
4.根据权利要求3所述的保险杠支架，其特征在于，所述扩展结构(5)能够弹性塑性变形。
5.根据权利要求1所述的保险杠支架，其特征在于，所述扩展结构(5)由塑料制成或者包括这种材料。
6.根据权利要求1所述的保险杠支架，其特征在于，所述扩展结构(5)通过注塑构成。
7.根据权利要求6所述的保险杠支架，其特征在于，所述扩展结构(5)注塑在所述加强结构(2)上。
8.根据权利要求1所述的保险杠支架，其特征在于，所述扩展结构(5)包围所述加强结构(2)的边缘。
9.根据权利要求1所述的保险杠支架，其特征在于，所述扩展结构(5)构成了边缘结构。
10.根据权利要求1所述的保险杠支架，其特征在于，所述连接件(3、4)中的至少一个设计在所述扩展结构(5)上。
11.根据权利要求1所述的保险杠支架，其特征在于，所述加强结构(2)能够弹性变形或者能够弹性塑性变形。
12.根据权利要求1所述的保险杠支架，其特征在于，所述加强结构(2)由纤维基体半成品构成。
13.根据权利要求12所述的保险杠支架，其特征在于，所述加强结构(2)由有机板件构成。
14.根据权利要求12所述的保险杠支架，其特征在于，所述加强结构(2)具有0.5mm至1.5mm的厚度。
15.根据权利要求12所述的保险杠支架，其特征在于，所述加强结构(2)具有1.0mm的厚度。
16.根据权利要求1所述的保险杠支架，其特征在于，所述加强结构(2)和所述扩展结构(5)彼此之间具有不同的变形特性。
17.根据权利要求1所述的保险杠支架，其特征在于，所述加强结构(2)具有基本上连续的凹陷(7)，并且所述凹陷(7)的侧壁(8、9)分别面向所述连接件(3、4)之一。
18.一种根据上述权利要求中任一项所述的保险杠支架(1；1')在交通运输工具的保险杠(100)与框架结构(200)之间的布置结构。
19.根据权利要求18所述的布置结构，其特征在于，所述保险杠支架(1；1')利用其连接件(3、4)中的一个连接在所述保险杠(100)上，并且利用其连接件(3、4)中的另一个连接在所述框架结构(200)上。
20.一种带有根据权利要求1至17中任一项所述的保险杠支架(1；1')的汽车。
21.据权利要求20所述的汽车，其特征在于，所述汽车带有根据权利要求18或19所述的布置结构。
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