CN105142987A - 机动车辆用保险杠 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车辆用保险杠(1)，特别是前保险杠，包括至少两个变形体(2)以及多个横梁(3.1，3.2，3.3，3.4)，所述至少两个变形体(2)彼此间隔距离并且其纵轴或中心在安装状态下基本平行于机动车辆的行进方向进行取向，并且所述多个横梁(3.1，3.2，3.3，3.4)具有封闭轮廓，并且彼此上下布置且连接到变形体(2)。为了能够提供保险杠轻重量下的相对高阻力，从而在小于20km/h的速度下发生碰撞时横梁的后向位移以有针对性的方式受到限制，并且防止碰撞中另一车辆的保险杠引起保险杠(1)的向上或向下移动，横梁(3.1，3.2，3.3，3.4)是由一组至少三个横梁形成的，其中该组的每个横梁(3.1，3.2，3.3，3.4)具有包括至少五个角的横截面轮廓。

Description

机动车辆用保险杠
技术领域
本发明涉及一种机动车辆用保险杠，特别是前保险杠，具有至少两个变形体以及多个横梁，所述至少两个变形体彼此间隔距离并且其纵轴或中心在安装状态下基本平行于机动车辆的行进方向进行取向，并且所述多个横梁具有封闭轮廓，并且彼此上下布置且连接到变形体(所谓的冲撞盒)。
背景技术
DE102004056956B4中已知此类保险杠。已知的保险杠具有至少两个圆管作为横梁，其在竖直方向上彼此上下布置，并且在侧架(冲撞盒)之间通过板状托架彼此连接。在此例中，托架被设在管的前侧并且焊接到所述管。所述托架具有匹配管外形的上和下弯曲端部。管通过承载元件连接侧架，承载元件具有用于以互锁方式接收管的弧形切口。
轿车之间的碰撞主要是发生在小于20km/h的速度下。这导致了车辆前端和后端的损坏。过去，意在发生典型碰撞时减小对轿车损害的冲撞修复测试是在保险行业开展的。现在，机动车保险业基于这些测试等根据类型将轿车分类。机动车制造商在开发新型号时将该测试考虑在内。然而，最小化碰撞时对车辆的损害需要碰撞中涉及的车辆保险杠尺寸上相容。由于保险杠的横梁相对较窄且布置在不同的高度，这导致了保险杠可能未满足而是划入或进入其他车辆的软区。在此情形中，与车辆的保险杆如预期的那样满足并吸收冲击能量的情形相比，维修成本显著更高。
然而，即使保险杠进行接触，此外对于最小化对车辆的损害很重要的是，冲击所引起的保险杠横梁的后向位移(变形)不超过一定级别，例如100mm，因为不然发动机总成特别是散热器将被损坏。到目前为止，传统的机动车辆保险杠通常未被设计成满足此要求。
当开发新机动车辆时的另一要求是最小化车重以便降低燃料消耗。为此，由铝构成的保险杠被用在许多机动车辆中。尽管这些保险杠具有相对低的重量，但是它们具有相对高材料成本的劣势。
发明内容
本发明基于提供在介绍部分提到的此类保险杠的目的，其横梁提供相对高的变形阻力，从而在小于20km/h的速度下发生碰撞时实现了横梁有意限制的后向位移，并且碰撞中涉及的其他车辆的保险杠很大程度上不会进入保险杠之上或之下。同时，保险杠应当具有相对低的重量。
该目的是由具有权利要求1所述特征的保险杠来实现的。
根据本发明的保险杠的特征在于，保险杠的横梁是由一组至少三个横梁形成的，其中该组的相应横梁具有包括至少五个角的横截面轮廓。在此例中，横梁优选具有带偶数个角的横截面轮廓，例如六个或八个角。
根据本发明的技术方案基于以下信息，对于小于20km/h速度下的典型碰撞，当介绍部分提到的此类保险杠具有至少三个横梁且横梁具有包括至少5个角的横截面轮廓而非传统的诸如矩形、圆形或椭圆形的横截面轮廓时，可以实现保险杠横梁区域有意限制的后向位移、防止车辆进入保险杠之上或之下的高可靠度以及保险杠重量的进一步降低。增加轮廓角的数量或者相应增加横截面轮廓不同半径的数量使得增加(改善)了相关横梁以及进而整个保险杠的抗弯性能。
因此，权利要求1中定义的保险杠满足了保险行业开展的上述冲撞修复测试，并且此外其区别特征在于相对轻的重量以及高变形阻力级别。
特别地，使用包括具有6、8或更多偶数个角的横截面轮廓的横梁具有下述优点，即三个或更多个横梁随之可以以基本直排的方式彼此上下布置，并且在该过程中可以彼此之间平放。作为替代方案，根据本发明横梁可以在保险杠中彼此上下布置并且彼此具有距离。横梁可以通过适当的连接和/或紧固装置(例如销和/或螺栓)彼此连接。
根据本发明的保险杠的横梁和变形体优选由钢制成，钢特别地具有良好的冷成形性能以及经证明的具有经济效益的焊接适应性。此外，与例如铝相比，钢材料提供了实现更高强度的选项。还可以使用可热处理的钢例如锰硼钢作为横梁，其可以通体硬化或者可以具有局部不同的强度。所有横梁优选由钢制成并且具有至少780MPa的抗拉强度。根据本发明的保险杠的至少一个横梁优选是由高强度钢制成的，该高强度钢具有至少1200MPa优选至少1400MPa的抗拉强度。
取决于要求以及对相对轻重量的想法，可以使用不同的材料等级和/或壁厚度。特别地，通过使用抗拉强度为至少780MPa的钢可以制造具有小壁厚度(为具有最大壁厚度的横梁壁厚度的0.9倍)的至少一个横梁。如果考虑使用抗拉强度为至少1200MPa的钢，则壁厚度可以进一步减小至具有最大壁厚度的横梁壁厚度的0.6倍，优选0.7倍。
根据本发明保险杠的另一优选实施例规定至少最上面的横梁结束于变形体的外侧面。最上面横梁的长度边界或其它横梁中的至少另一个横梁的长度边界用于最小化保险杠重量的目的。在此例中，所讨论的横梁可以结束于与相应变形体的外侧面成短距离的位置处。在此例中，横梁端部相对于变形体外侧面的距离或投影优选小于或等于所涉及的横梁的最大轮廓外部宽度或外径。特别地，最上面横梁的纵向范围优选基本平齐于变形体的两个外侧面而终止。
根据本发明保险杠的另一优选实施例规定了横梁的抗拉强度和/或变形阻力在从最上面横梁朝着最下面横梁的方向上逐步减小或者是基本相等。从而可以降低根据本发明的保险杠的材料成本，并且仍可满足保险行业开展的上述冲撞修复测试的要求。
根据本发明保险杠的另一(替代性)优选实施例规定了最上面横梁的变形阻力和最下面横梁的变形阻力均大于位于其间的每个横梁的变形阻力。从而可以降低根据本发明的保险杠的材料成本，并且仍可满足保险行业开展的上述冲撞修复测试的要求。
根据本发明保险杠的另一优选实施例的特征在于，在变形体之间，至少两个横梁至少局部彼此连接。从而，可以进一步增强保险杠的变形阻力。在此例中，横梁之间的局部连接优选可以由一个或多个点焊连接形成。为了改进保险杠的变形阻力，还可以将所有横梁彼此局部连接。可以通过电阻焊还可以通过MIG(金属惰性气体)和MAG(金属活性气体)焊接来进行点焊连接。作为替代方案，根据本发明保险杠的至少两个横梁也可以是所有横梁可以通过一个或多个胶粘剂点或通过在整个表面上的粘接而彼此连接。
关于低制造成本，根据本发明保险杠的另一优选实施例规定了横梁或横梁中的至少一个被设计成轧制型材，可选为弯曲轧制型材。根据本发明保险杠的另一优选实施例，横梁或横梁中的至少一个还可以由多个成形钣金件制成，其中相应横梁的纵向边缘通过使用对接接头或搭接接头而被彼此焊接在一起。上述实施例提供了以下可能性，即所讨论的横梁可以定制的方式由不同壁厚度和/或不同金属等级的金属板材或成形钣金件组装而成。作为替代方案，还可以由初始被预成型为U形型材且随后被进一步成形为封闭开槽型材的金属板材进行成形以形成横梁。作为下一制造步骤，使用对接接头或搭接接头来焊接开槽型材的纵向边缘。
根据本发明保险杠的另一优选实施例的特征在于，横梁中的至少一个就其横截面形状而言不同于其他横梁中的至少一个横梁。这样还可以进一步增强保险杠的变形阻力和/或还可以进一步减小所述保险杠的重量。
如果横梁的数量满足了保险杠的所需最低高度而需要进一步增强变形阻力的话，根据本发明保险杠的另一实施例，可以通过使至少一个横梁具有结构泡沫来提出补救措施。作为替代方案，可以在彼此上下布置的横梁之前和/或之后布置另外的横梁。
根据本发明保险杠特别是前保险杠的其他优选实施例在从属权利要求中表明。
附图说明
下文将参考示出了若干示例性实施例的附图更为详细地说明本发明，附图中：
图1示出了根据本发明具有两个减震变形体(冲撞盒)的机动车辆用保险杠的简要平面视图；
图2示出了图1中保险杠的简要前视图；
图3示出了图2中保险杠沿剖面线III-III的简要立体剖面图；
图4示出了根据本发明的另一保险杠的简要立体剖面图；
图5a、5b、6和7每个均示出了彼此上下布置的横梁的简要剖面图，并且所述横梁具有根据本发明保险杠的另外横梁，其中根据三个另外的实施例实施例，另外的横梁被布置在所述横梁之前或之后。
具体实施方式
图1示出了机动车辆用的保险杠1，该保险杠特别地意在用作前保险杠。
保险杠1包括两个变形体2，变形体2还可被称作冲撞盒。所述变形体的纵轴或中心基本平行于机动车辆的行进方向(即纵向方向)而进行取向。变形体2被紧固到车辆车身的纵向支架或其他部件上。在示出的示例性实施例中，中空的变形体2具有基本矩形的横截面轮廓。作为替代方案，所述变形体还可以被设计成例如具有椭圆形或圆形的横截面轮廓。
此外，保险杠1包括至少三个彼此上下平行布置的横梁3.1、3.2、3.3，并且横梁3.1、3.2、3.3通过适当的紧固装置连接到变形体2。每个横梁3.1、3.2、3.3具有至少一个五角形优选为六角形或八角形的横截面轮廓。所述横梁例如包括个体封闭型材。
在图1至4所示的示例性实施例中，每种情形中的保险杠1具有四个横梁(六角形或八角形轮廓)3.1、3.2、3.3、3.4，它们彼此上下平行布置。然而，所述保险杠还可以设有超过四个或仅仅三个具有六角形或八角形横截面轮廓的横梁3.1、3.2、3.3。
横梁3.1、3.2、3.3、3.4和变形体(冲撞盒)2之间的连接例如可以设计成例如通过螺钉连接的可释放连接。为此，紧固装置4被设置在变形体2的前端面。紧固装置4例如包括托架状保持装置或套，其被固定到或一体形成在相应的变形体2上，并且具有用于接收可连接到横梁3.1、3.2、3.3、3.4的螺钉螺栓5等的孔。
最下面的横梁3.4在其壁厚度和可能的材料等级方面与其他横梁3.1、3.2、3.3中的至少一个不同，不同之处在于横梁3.4具有比其他横梁3.1、3.2、3.3更小的壁厚度，其中为了降低重量，横梁3.4的壁厚度对应于具有最大壁厚度的横梁3.3或3.1、3.2的壁厚度的至少0.6倍，至多0.9倍。横梁3.1、3.2、3.3、3.4中的至少一个优选由抗拉强度为至少1200MPa优选至少1400MPa的高强度钢制成。
为了进一步最小化保险杠1的重量，最上面的横梁3.1比布置于其下的横梁3.2、3.3、3.4短。相应地，最上面的横梁3.1结束于冲撞盒(变形体)2的外侧面2.1处，其中横梁3.1优选基本平齐于冲撞盒2的外侧面2.1而终止，或者冲撞盒2的外侧面2.1在侧面突出短距离(参见图1至3)。
为了进一步增加结构阻力，如果需要的话横梁被局部彼此连接。这例如是通过一个或多个点焊连接6实现的(参见图4)。作为替代方案，该局部连接还可以借助承插螺栓或闭锁元件通过互锁连接来实现。为了进一步增强变形阻力，保险杠1的所有横梁3.1、3.2、3.3、3.4可以局部彼此连接，或者如示例性实施例所示的那样，可以通过粘合层12在整个表面上彼此连接。
根据本发明保险杠1的横梁3.1、3.2、3.3、3.4在其变形阻力和/或其强度方面彼此不同，例如从最上面横梁3.1到最下面横梁3.4横梁的变形阻力和/或抗拉强度逐步减小，或者基本相同。
然而，作为替代方案，根据本发明保险杠1的横梁3.1、3.2、3.3、3.4还可以这样的方式进行设计，即最上面横梁3.1和最下面横梁3.4的变形阻力均大于布置于其间的横梁3.2、3.3的变形阻力。
可以使用连续和非连续的成形方法来制造横梁或型材3.1、3.2、3.3、3.4。作为示例，横梁3.1、3.2、3.3、3.4可以通过连续轧制钣金条(条带)被制造为封闭轧制型材。然而，作为替代方案，通过深冲压或其他适当的成形方法并且随后焊接通过成形获得的钣金壳的纵向边缘，横梁3.1、3.2、3.3、3.4每个还可以被非连续地制造为成形部件，其中纵向边缘布置有对接接头或搭接接头。
图4示出了根据本发明保险杠的另一示例性实施例。根据图4的保险杠的结构类似于图1至3中示出的第一示例性实施例，不同之处在于每个横梁具有八角形横截面轮廓并且被局部彼此焊接。为了将横梁彼此焊接在一起，适当的焊接装置例如穿过所讨论横梁的轮廓壁中的至少一个开口7到达焊接点。此外，冲击板9优选通过点焊点8连接到横梁3.1、3.2、3.3、3.4。冲击板9具有外曲耳柄10，其用作与变形体(图4中未示出)的连接区域。冲击板9通过螺钉或焊接方式连接到变形体。
图5a、5b和6简要示出了根据本发明保险杠1的另一示例性实施例，其中另外的横梁3.5、3.6、3.7从机动车辆行进的方向上看每个均被布置在横梁3.1、3.2、3.3、3.4之前或之后，它们在基本垂直的方向上彼此上下布置，以便增强抗弯性能。
根据图5a和5b的示例性实施例示出了如图1至3所示的横梁布置3.1、3.2、3.3、3.4，但是没有粘合层。在箭头所指的行进方向上，三个另外的横梁3.5、3.6、3.7被布置在横梁布置3.1、3.2、3.3、3.4之前，并且连接到横梁布置。与图4相比，在此例中，横梁3.1至3.7并未在垂直方向上彼此连接，而是例如通过点焊在横梁3.1至3.7的倾斜毗邻侧面上进行连接。点焊是借助开口7来进行的，作为示例示出的焊钳13可通过开口7直到横梁3.1至3.7的将要连接的倾斜侧面上。横梁位于基本水平面的侧边分别由标号a和b表示，考虑到抗弯性能其事实上可以被选择为一定程度上小于横梁的其他侧边(侧面)，从而相应地还可以获得安装空间。在该示例性实施例的另一改进例中，根据图5的保险杠1的横梁3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6和/或3.7中的至少一个可以在其壁厚度方面与其他横梁不同。横梁3.1至3.7中的至少一个是由钢制成的，该钢的抗拉强度为至少780MPa，特别地至少1200MPa，优选至少1400Mpa。具有上述抗拉强度的横梁的壁厚度对应于其他横梁壁厚度的0.6倍，优选0.7倍，最多0.9倍。
在根据图6的示例性实施例中，另外的横梁3.5、3.6、3.7从行进的方向上看被布置在横梁布置3.1、3.2、3.3、3.4之后。取决于需求，彼此间具有垂直距离的另外横梁3.5、3.6、3.7可以例如通过一个或多个螺钉连接或其他适当的连接装置11而至少局部彼此连接。
与图4相比，图7示出了横梁3.1至3.4彼此上下偏移布置的另一示例性实施例。此外，在没有对缩短侧边不利影响的情况下，具有基本水平取向的侧边a、b被缩减为相对小或最小的程度。如果需要，仍旧可以偏移布置的方式彼此上下设置另外的横梁。
本发明的实施方式不限于附图中示出的示例性实施例。相反，可以设想多种变化形式，这些变化形式以不同于所示实施例的设计利用了权利要求中定义的本发明。

Claims (9)

1.一种机动车辆用保险杠(1)，特别是前保险杠，具有至少两个变形体(2)以及多个横梁(3.1，3.2，3.3，3.4)，所述至少两个变形体(2)彼此间隔距离并且其纵轴或中心在安装状态下基本平行于机动车辆的行进方向进行取向，并且所述多个横梁(3.1，3.2，3.3，3.4)具有封闭轮廓，并且彼此上下布置且连接到变形体(2)，其特征在于，
横梁(3.1，3.2，3.3，3.4)是由一组至少三个横梁形成的，其中该组的相应横梁(3.1，3.2，3.3，3.4)具有包括至少五个角的横截面轮廓。
2.根据权利要求1所述的保险杠，其特征在于，横截面轮廓具有偶数个角，优选为六角形或八角形。
3.根据权利要求1或2所述的保险杠，其特征在于，另外的横梁(3.5，3.6，3.7)被布置在横梁(3.1，3.2，3.3，3.4)之前和/或之后，它们被彼此上下布置。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的保险杠，其特征在于，所有横梁(3.1，3.2，3.3，3.4，3.5，3.6，3.7)都是由钢制成的并且每个具有至少780MPa的抗拉强度。
5.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的保险杠，其特征在于，横梁中的至少一个是由抗拉强度为至少1200MPa的钢制成的。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的保险杠，其特征在于，至少最上面的横梁(3.1)结束于变形体(2)的外侧面(2.1)处。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的保险杠，其特征在于，横梁的变形阻力和/或抗拉强度在从最上面横梁(3.1)到最下面横梁(3.4)的方向上逐步降低。
8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的保险杠，其特征在于，最上面横梁(3.1)和最下面横梁(3.4)的变形阻力均大于其间布置的相应横梁(3.2，3.3)的变形阻力。
9.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的保险杠，其特征在于，横梁中的至少两个横梁在变形体(2)之间至少局部彼此连接。
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