CN105216722A - 用于车辆的保险杠系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的保险杠系统，包括由金属工件构成的具有波浪形横截面的至少一个保险杠托架，其中所述波状形使得该保险杠托架具有至少一个起伏谷和至少两个起伏峰，并且包括连接到所述保险杠托架的至少一个变形元件。所提出的问题，即提供相对于现有技术具有简单构造并且同时具有减小的质量的保险杠系统并且其满足发生碰撞时的要求，已经通过权利要求1的特征得到了解决。

Description

用于车辆的保险杠系统

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的保险杠系统，其包括由具有波浪形的横截面的金属件构成的保险杠托架，其中，所述波状形式是这样的，即保险杠托架具有至少一个起伏谷(undulationtrough)和至少两个起伏峰(undulationpeak)，并且包括被连接到所述保险杠托架的至少一个变型元件。

背景技术

保险杠系统，特别是在车辆的前端结构、特别是在机动车辆中的保险杠系统，在车辆乘员安全性方面以及在发生损害时再重量和便于更换方面必须满足很高的要求。在发生前端碰撞的情况下，这是可能的，即借助于保险杠托架和变形元件的有针对性的变型，优选以所谓的碰撞吸能盒的形式并且其优选被设置在车辆的纵向梁和保险杠托架之间，在进一步的、特别是承重结构例如纵向梁有助于能量进一步被吸收之前，使得碰撞能量由塑性变形进行吸收以及车辆被显著显著地减速。此外，在低冲击速度的情况下，保险杠托架具有保护承重车辆的结构和车辆装配件例如散热器和发动机不被损坏的职责。此外，在汽车制造中的一个目的是减少车辆重量以减少二氧化碳排放量。通用的保险杠系统在现有技术中是已知的。

美国公开US2004/0256867的说明书中公开了一种用于机动车辆的保险杠系统，其包括由具有波浪形横截面的金属工件构成的保险杠托架，其中，所述波浪形是使得该保险杠托架具有两个起伏谷和三个起伏峰。在发生前端碰撞的情况下，为了防止保险杠托架在横向方向扩散或向外展开，其教导设置沿着对角基本上运行的额外的加强带，该加强带被粘合地连接到被定向在车辆方向(x方向)上的起伏峰的区域里的保险杠托架。此外，该保险杠系统包括被连接到保险杠托架的多个变形元件(冲撞盒)。所述保险杠系统的结构是高度复杂的，并且由于所采用的附加元件，不可能节省重量的。因此存在进一步改进的潜力。

发明内容

以此为出发点，本发明所解决的问题是，提供一种保险杠系统，其相对于现有技术具有简单的结构，而且与此同时具有减轻的质量并且满足在发生碰撞情况下的要求。

所述的问题在通用的保险杠系统的情况下得以解决，其在于加强的区被至少形成在起伏谷的区域里。

本发明人已经发现，借助于对具有波浪形主体结构的保险杠托架的平衡性结构设计，整个系统可以被改进；通过引入或提供加强区，该加强区被至少布置在起伏谷里的区域里，例如以压花/冲压部件或者珠子的形式，并且该加强区被相反于车辆方向(x方向)进行定向，绕车辆横向轴线的保险杠托架的弯曲刚性可以被增加，并且由于在发生前端碰撞的情况下所引入的力，在横向方向上的保险杠托架的扩展或向外张开基本上被阻止，尤其是省略了附加的加强元件、包封板或类似物。加强区在尺寸、压花/冲压、间距、数量和/或分布方面可以变化，特别是为了设定最佳的特性，特别是在发生碰撞的情况下减少侵入。在本发明的一个改进中，该加强区可以提高或降低其从该保险杠托架的端部区域或者从连接区域到朝向车辆中部的变型元件的凸部的深度和/或突起的长度，由此，其侵入特征可以以有针对性的方式进行设置。此外，该加强区的形式可以沿保险杠托架朝向车辆的中部而改变或变化。特别是该加强区的突起深度对应于保险杠托架材料厚度的0.5至4倍，优选是所述保险杠托架的材料厚度的1至3倍。该加强区也可以在至少一个起伏峰里形成。该加强区还可以优选地被局部地形成在起伏谷和/或起伏峰的相邻区域(侧面)里，以便进一步地提高绕车辆横向轴线的保险杠托架的弯曲刚性。当今，必要的参数可以通过碰撞模拟程序而易于确定。取决于车辆，在本发明的一个优选的改进例中提供了该加强区沿所述保险杠托架被等距离地设置。根据本发明的保险杠系统因而满足与在64公里/小时的“EURONCAPODB”负载状况和在15公里/小时的保险类测试“AZT”相关的碰撞要求。

为了侵入特性的进一步优化，在本发明的进一步改进中提供了在保险杠托架的起伏的主要结构里的起伏峰和起伏谷之间的距离特别是以连续的方式朝向车辆的中部增加。以这种方式，这是有利的可能的，即实现在车辆中部的受冲击点处的对于弯曲和压垮变型的高抵抗性，特别是结合优选在车辆方向(x方向)并且以对称的形式被拱形构造的保险杠托架。

在本发明的进一步改进中，其可以提供保险杠托架的高度(y方向)特特别是以连续的方式朝向车辆的中部增加并且是对称的。特别是在较高的车辆例如SUV发生前端碰撞的情况下，冲击发生在常规机动车辆的变形元件或碰撞吸能盒的中心平面之上，由此，在y方向上的额外的负载力矩会被产生。由于这样的事实即所述保险杠托架在车辆的中部比其端部区域或者其连接到变形元件的连接区域高的形状，对附加的负载力矩进行补偿是有利的可能的。以这种方式，根据在10公里/小时的“RCAR保险杠测试”的负载情况的要求得以满足也是可能的。

本发明的进一步改进提供了保险杠托架由超高强度钢材料制成，优选其具有大于980兆帕的抗张强度。除了冷可加工的钢材料，例如铁-锰钢或双相钢，也可以使用热成形钢，例如锰-硼钢，它们是整体形式的或者它们被设置作为多层复合材料内的至少一个金属层。对于预定义的侵入特性，具有类似的电阻率的热成形钢具有如下优势，即由于在(压)硬化状态下至少1500兆帕的较大抗拉强度，该材料厚度以及与之相关联的质量，相对于冷成形钢可以被减小。

在本发明的进一步改进中，有利的可能的是保险杠系统的质量通过使用作为用于保险杠托架和/或变形元件的柔性轧制钢材，也被称为“定做轧坯”被进一步降低。该保险杠托架优选由柔性轧制的热成形钢构成，其中，相比于在相对大的材料厚度的区域里，所述起伏峰和起伏谷之间的更大距离和/或所述加强区的更大的突起深度被有针对性的提供在相对小的材料厚度的区域里，以便于提供沿保险杠托架的整个长度方向的至少为恒定的电阻率。

在进一步的改进中，还额外地或可替换地提供了：根据本发明的保险杠系统被设置或提供在车辆后端结构里，以使得有针对性地设置在追尾碰撞的情况下在乘客轿厢方向上的最佳侵入特性成为可能。

附图说明

在示出示例性实施例的附图的基础上，本发明将在下面进行更详细地描述。相同的部件由相同的附图标记标示。在附图中：

图1以透视图的方式示出了根据本发明的用于车辆的保险杠系统的示例性实施例；

图2以俯视图的方式示出了图1中的保险杠托架；并且

图3以透视图的方式示出了图2的放大细节图。

具体实施方式

图1透视图方式示出了根据本发明中的保险杠系统(1)的示例性实施例。所述保险杠系统包括由金属材料特别是由高强度钢材料制成，优选由热成形钢相应地(压)硬化钢材料构成的至少一个保险杠托架(2)，所述保险杠托架具有起伏形截面或主体结构，其中所述波状形(3)使得所述保险杠托架(2)具有至少一个，在此情况下例如两个起伏谷(4)和至少两个，在此情况下例如三个起伏峰(5)。另外，在保险杠托架(2)的左手侧和右手侧，设置有变形元件(6)，其可以由优选地可拆卸螺纹连接(14)连接到车体的纵向梁(未示出)。该变形元件(6)是由例如至少两个半壳(7，8)进行装配的，其优选是由钢材料形成并且被对接焊接到彼此上以形成例如通过激光焊接的封闭轮廓。对于到保险杠托架的连接，所设置的装置包括：例如连接板(9)和间隔套筒(11)，所述连接板用于通过螺钉(10)将变形元件(6)优选地可拆卸的、非正向锁定连接到保险杠托架(2)，间隔套筒被引导通过在保险杠托架上的相应孔(12)并且用来接收所述螺钉(10)。借助于可拆卸的连接，所述保险杠托架(2)在发生损坏的情况下有利地可易于更换。可替代地，并且以在此未示出的方式，该变型元件也可以以粘合的方式，优选通过焊接被不可拆卸地连接到该保险杠托架，其中，所述变形元件然后经由被设置在纵向梁侧和变型元件侧两侧的冲击板，被连接优选可拆卸地旋拧到所述纵向梁。

根据本发明的保险杠系统(1)被改善在于，通过引入或提供加强区域(13)，该加强区以压花/冲压部件或珠子的形式至少被设置在起伏谷(4)里的区域里并且被定向与车辆方向(x方向)相反，绕车辆横向轴线的保险杠托架(2)的弯曲刚性可以增加，并且在前端碰撞的情况下，由于力(F)的引入，在横向方向上的保险杠托架(2)的扩散或向外展开可基本上被防止，尤其在省略附加的加强元件、包封板或类似物，其中，所述加强区(13)被特别优选地等间隔设置(图2)。该加强区(13)的突起深度(15)优选地对应于保险杠托架(2)的材料厚度的1至3倍。该加强区域(13)不仅形成在起伏谷(4)里的区域中，而且也可优选地形成在侧面或相邻区(16)里的区域中，其中，在起伏谷(4)和起伏峰(5)之间，所述增强区(13)的突起例如从被抬升的圆形部分(17)合并到相邻区域(16)内，并且随着距离的增加从起伏谷(4)向中部逐渐变窄(图3)。可以采用该方式实现，即在侧翼(16)里，绕车辆横向轴线(y方向)的保险杠托架(2)的抗弯刚度同样可以被增加以便基本上防止在侧翼(16)里保险杠托架(2)的扩散或向外展开。为了实现在车辆(M)的中部里的受冲击点处的针对弯曲和压垮变型的高的抵抗性，优选地，在保险杠托架(2)的起伏主结构(3)里的所述起伏峰(5)和伏起伏谷(4)之间的距离(T)特别是以连续的方式朝向车辆(M)的中部增加(T₂＞T₁)，其中，所述保险杠托架(2)优选在车辆方向(x方向)上被拱形构造，特别是为了实现在弯曲刚性的进一步增加，并且该保险杠托架是对称形式的。

该保险杠托架(2)被优选地设计成使得其高度(H)特别是以连续的方式在车辆(M)的中部方向上增大(H₂＞H₁)并且左右对称，以确保较高的车辆在发生前端碰撞(F)的情况下，在车辆(M)的中部的保险杠托架的较高形(H₂)相对于其端部区域(H₁)或到变形元件的连接区域有利地具有该效果，即导致在所述车辆方向上高水平侵入的在y方向上可能的额外发生的负荷力矩，可以结合加强区域(13)基本上被补偿。

在根据本发明的保险杠系统的情况下，用于减少质量的另一种可能性可以被提供，其未被示出，借助于柔性的梁优选由(压)硬化钢材料构成和/或由被装配以形成由柔性轧制材料组成的变形元件制成。

名称列表

1保险杠系统

2保险杠托架

3起伏的形式

4起伏谷

5起伏峰

6变形元件

7，8半壳

9连接板

10螺钉

11间隔套筒

12孔

13加强区

14螺钉连接

15突起深度

16侧翼

17圆形截面

F施加的力

T，T1，T2起伏谷和起伏峰之间的距离

H，H1，H2保险杠托架的高度

Claims (10)

1.一种用于车辆的保险杠系统(1)，包括由具有波浪形横截面的金属工件构成的至少一个保险杠托架(2)，其中，所述波状形(3)使得该保险杠托架(2)具有至少一个起伏谷(4)和至少两个起伏峰(5)，并且包括连接到所述保险杠托架(2)的至少一个变形元件(6)，其特征在于，

加强区(13)被至少形成在至少在起伏谷(4)里的区域中。

2.根据权利要求1所述的保险杠系统，其特征在于，从该保险杠托架(2)的端部区域或者从连接变形元件(6)的连接区域朝着车辆M的中部，所述加强区(13)增加或减少其突起深度(15)和/或突起长度。

3.根据权利要求1或2所述的保险杠系统，其特征在于，所述突起深度(15)对应于该保险杠托架(2)材料厚度的0.5至4倍。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的保险杠系统，其特征在于，该加强区(13)沿着所述保险杠托架(2)被等距离地设置。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的保险杠系统，其特征在于，该变形元件(6)以非正向锁定的方式特别是通过装置(9，10，11)被可拆卸地连接到所述保险杠托架(2)，或者以粘合的方式特别是通过焊接被不可拆卸地连接到所述保险杠托架(2)。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的保险杠系统，其特征在于，在所述保险杠托架(2)的起伏主结构(3)里的起伏峰(5)和起伏谷(4)之间的距离T特别是以连续的方式朝向车辆的中部M增加，其中，所述保险杠托架(2)在车辆的方向即x方向上优选被拱形构造并且是对称的形式。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的保险杠系统，其特征在于，所述保险杠托架(2)的高度H特别是以连续的方式朝向车辆的中部M增加并且是对称的。

8.根据权利要求1到7中任意一项所述的保险杠系统，其特征在于，所述保险杠托架(2)是由高强度的特别是压硬化的钢材料制成的。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的保险杠系统，其特征在于，所述保险杠托架(2)和/或所述变形元件(6)是由柔性轧制钢材制成的。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的保险杠系统，其特征在于，所述保险杠系统(1)被设置在车辆后端结构里。