CN106985775A - 保险杠模块 - Google Patents

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T.赫克特尔
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Abstract

用于车辆的保险杠模块(1)具有包含至少一个由纤维硬化的塑料构成的壳罩(3,3’)的横梁(2,2’)，所述横梁通过在壳罩(3,3’)的相互对置的壁(6,7；6’,7’)之间的注塑成型的塑料材料、尤其肋片(4)加固。

Description

保险杠模块
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的、尤其是公路运输工具的保险杠模块，其具有包含至少一个由纤维硬化的塑料构成的壳罩的横梁。这种保险杠模块在未提前公开的德语专利申请DE102014011790.1中被描述。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种保险杠模块，其在较小的重量的情况下具有很高的承载力并且因此可以合理地和廉价地制造。
所述技术问题根据本发明的技术方案这样解决，方法是用于交通工具的保险杠模块具有包含至少一个由纤维加强的塑料构成的壳罩的横梁，其中横梁通过在壳罩的相互对置的壁之间的注塑成型的塑料材料加固。这种构造实现了，壳罩通过深冲面状材料制成，另一方面通过在壁之间喷注塑料材料实现横梁的承载力，而这种承载力仅借助由纤维加强的塑料构成的壳体不能实现。
为了在较小的重量的情况下实现承载力的较高的增长，则塑料材料优选形成连接所述壁的肋片。
吸能盒与肋片一起或者作为肋片的一部分也可以在壳罩上注塑成型。
按照第一技术方案，吸能盒在壳罩的开放的侧面上注塑成型。因此吸能盒的壁自身有助于横梁的刚性，方法是吸能盒的壁将壳罩的壁相互连接或者与在壁之间成型的肋片交叉。
当肋片和吸能盒的壁沿相同方向延展时，则可行的是它们借助简单的成型工具共同地在一个工序中成型。
按照本发明的第二技术方案，吸能盒在壳罩的相互对置的侧壁之一的外侧上注塑成型。
在这种技术方案中，壳罩在垂直方向上是开放的；优选其向下开放，用于阻止湿气或污染物在壳罩中聚积。
在此，肋片和吸能盒的壁沿相同方向延展，尤其吸能盒可以包含多个垂直的壁，所述壁在垂直方向上限定出开放的凹口。
吸能盒的至少一部分还可以在横梁的外侧上注塑成型，也就是说在已安装在车辆上的状态中在与车辆的纵梁背离的侧面上注塑成型。这尤其当横梁为了以足够的刚性支承在纵梁上而较大弯曲时是合理的。
纤维加强的塑料的纤维优选构造成织物或线束。不同于无纺布的未规制的纤维或者能够通过注塑加工的材料的纤维，这种纤维不会由于拉直而屈服于拉力载荷。因此织物/线束加强的塑料相对拉力载荷具有很高的抗性并且较小的壁厚就足够赋予横梁所需的承载力。
纤维加强的塑料的基体优选这样选择，即其在注塑成型的塑料材料的加工温度时是软的。由此相同的热塑性塑料既可以用作基体也可以用作注塑成型的材料。因此注塑成型的塑料能够与壳罩形成紧密的、材料接合的连接。
附图说明
本发明的其他特征和优点由以下参照附图对优选实施形式的说明得出。在附图中：
图1示出保险杠模块的立体视图；
图2示出剖切保险杠模块的横梁的剖视图；
图3示出按照第二技术方案的保险杠模块的立体的局部图；
图4示出按照第三技术方案的保险杠模块的立体的局部图；
图5示出按照第四技术方案的保险杠模块的示意俯视图。
具体实施方式
图1示出按照本发明的第一技术方案所述的保险杠模块1的立体图。保险杠模块1的横梁2包含纵长延伸的壳罩和加固壳罩3的肋片4。所述壳罩3包含垂直的壁5和在垂直的壁5的上边缘和下边缘上、沿相同方向弯折的、在此是倾斜的壁6、7，所述壁限定出朝向车辆内部打开的凹槽8。壳罩3由纤维加强的塑料材料、例如所谓的有机板、通过热变形制成。所述肋片4在凹槽8的内部从壁6延伸到另外的壁7，并且在其边缘既与壁6、7，也与垂直的壁5熔合。所述肋片4一方面沿车辆纵向x延伸、另一方面沿着由车辆横向y和垂向z限定的角平分线延伸。
吸能盒9构造为正方形形状、朝向车辆内侧开放并且以其背离车辆内侧的侧面嵌入凹槽8。吸能盒9的壁10、11分别沿着x和z方向或x和y方向延伸。
图2示出剖切图1的保险杠模块1的截面图和沿着图1中标以II-II的平面剖切为其制造所用的成型工具的截面图。可以看到在壳罩3的内部由嵌入塑料基体中的织物12、典型的是玻璃纤维织物构成的层。所述织物12在图2中被层13包围，层13由与织物层的基体相同的热塑性塑料构成。在实践中，织物12可以与图2的视图不同、至少部分地延伸直至壳罩3的表面。
交叉的肋片4由与基体相同的热塑性塑料构成并且在此与层13一体式地熔合。由此获得保险杠模块1，其中首先由有机板构成的坯件14被安置在两构件式的成型工具的模膛15上，通过加热变得柔软的坯件14被吸入模膛15中和/或通过冲模16压入模膛15中，当模膛15和冲模16紧密地包围坯件14时，塑料被注入冲模16的槽17中，用于构成横梁3的肋片4和吸能盒1的壁10、11。因为肋片4以及壁10、11都是沿x方向延展，冲模16足够用于形成二者。
被喷注的塑料可以是纤维加强的，但是纤维必须比织物11的纤维短，用于保证塑料的可注塑性。
喷注的塑料在此与坯件14的基体材料在化学上是相同的，因此当塑料以熔融形态被喷注时，坯件14的基体也显著地熔化并且在壳罩3的壁和肋片4或壁10、11之间形成材料接合的连接。
图3示出沿着车辆中心平面剖切的、按照本发明的第二技术方案所述的保险杠模块1’。横梁2’的壳罩3’在此具有向下指向的开口，因此壳罩3’的两个相互对置的壁6’、7’中的一个壁6’面向车辆内部并且另一个壁7’面向未示出的保险杠覆盖件。在附图中截取的壳罩3’的端部上可以看见在内部加固壳罩的肋片4’的截面。
如图1所示形式的吸能盒9在壁6’上成型。两个沿车辆纵向相继布置的并且通过肋片4刚性连接的壁6’、7’赋予按照这种技术方案的横梁2’极高的抗弯强度，即使壁厚较小。
为了实现保险杠模块1’则需要具有至少三个部件的成型工具，第一个具有向下开口的凹槽，坯件14被压入该凹槽中，因此壁7’贴靠在凹槽的一侧并且壁6’贴靠在另一侧，第二部件可沿z方向移动，用于与冲模16相似地将坯件13压入凹槽中，并且第二部件具有用于形成肋片4’的槽，第三部件沿x方向能够相对第一和第二部件移动，因此第一和第二部件形成外侧并且第三部件形成吸能盒9的内部。
图4示出保险杠模块1”的另外的技术方案。横梁2’在此与图4的相同，仅是吸能盒9’的构造被改变。吸能盒9’在此包含沿x-y-平面延伸的壁18，其与多个在x-z-平面中延伸的壁19交叉。在壁19之间的凹口20在z方向上是打开的，因此为了制成保险杠模块1”两构件式的成型工具是足够的，两个构件即一个模膛和一个冲模，模膛确定了横梁2的外部横截面并且形成壁18的上侧和壁19的上半部，冲模从下面嵌入横梁2’中，用于形成肋片4’并且形成壁19的下半部。
图5示出按照连接的另外的技术方案的保险杠模块的半部。为了使保险杠覆盖件21在车辆的中心处(相对两个吸能盒9较远)以所需的强度被支承，保险杠模块的横梁2比保险杠覆盖件21明显更强地弯曲。但是为了将保险杠覆盖件21在碰撞情况中能够有效地支承在车身的边缘处，吸能盒9超出横梁2地向前延伸直至到达保险杠覆盖件21。吸能盒9的位于横梁2和保险杠覆盖件21之间的吸能盒部件22可以具有与结合图2或4阐述的横截面结构相同的横截面结构，以及与位于横梁2和车辆的纵梁之间的部件23也具有参照图2和4所述的相同横截面结构。
部件22、23可以如图4的吸能盒9那样由沿z方向打开的凹口构造，或者如图3那样沿x方向打开。在后一种情况中，对于成型工具需要另外的沿x方向移动的部件，用于形成前部部件23。因为在吸能盒给定的整体长度上，在图5的两构件式的吸能盒中成型件在x方向上的冲程明显小于在仅在横梁2的一侧延伸的图3中的吸能盒的情况中的冲程，在图5中的吸能盒9的壁的与横梁2相邻的和与之远离的区域之间的厚度差别小于在图3中的情况，因此吸能盒9的可用长度大于在图3中的情况。因为由于两体结构可以很大程度上避免的是：吸能盒9的壁区域出于制造技术的原因具有比用于在碰撞时耗散能量需要的壁厚更大的壁厚，所以在保持相同效果的同时可以减少吸能盒9的重量。
应该理解的是，上述详细的说明和附图虽然显示了本发明确定的示范性的构造，但是它们仅用于说明并且不应限制本发明的保护范围。所述结构设计的不同的变型是可能的，只要没有脱离权利要求的范围和其等效范围即可。由该说明书和附图也可以得出没有在权利要求中提及的实施例的特征。这些特征也可以以不同于在此具体公开的组合的形式出现。多个这种特征在相同句子中或在以不同于文本上下文的其他形式被描述的事实因此不同得出这样的结论，即它们仅能以具体公开的组合出现；相反原理上以此为基础，即多个这种特征也可以单独地删除或修改，只要其对本发明的功能性不产生问题即可。
附图标记清单
1 保险杠模块
2 横梁
3 壳罩
4 肋片
5 垂直壁
6 壁
7 壁
8 凹槽
9 吸能盒
10 壁
11 壁
12 织物
13 层
14 坯件
15 模膛
16 冲模
17 槽
18 壁
19 壁
20 凹口
21 保险杠覆盖件
22 (吸能盒的)部件
23 (吸能盒的)部件

Claims (11)

1.一种用于车辆的保险杠模块(1)，具有包含至少一个由纤维硬化的塑料构成的壳罩(3,3’)的横梁(2,2’)，所述横梁通过在壳罩(3,3’)的相互对置的壁(6,7；6’,7’)之间的注塑成型的塑料材料加固。
2.按照权利要求1所述的保险杠模块，其中，塑料材料形成肋片(4,4’)，优选形成连接所述壁(6,7；6’,7’)的肋片(4,4’)。
3.按照前述权利要求之一所述的保险杠模块，其中，吸能盒(9)在壳罩(3,3’)上注塑成型。
4.按照权利要求3所述的保险杠模块，其中，吸能盒(9)在壳罩(3)的开放的侧面上注塑成型。
5.按照权利要求3所述的保险杠模块，其中，吸能盒(9,9’)在壳罩(3’)的相互对置的侧壁(6’,7’)之一的外侧上注塑成型。
6.按照权利要求4或5所述的保险杠模块，其中，所述肋片(4,4’)和吸能盒的壁(6,7；6’,7’)沿相同方向延展。
7.按照权利要求5或6所述的保险杠模块，其中，壳罩(3’)沿垂直方向、优选向下地开放。
8.按照权利要求7所述的保险杠模块，其中，吸能盒(9’)包含多个垂直的壁(19)，所述壁在垂直方向(z)上限定出打开的凹口(20)。
9.按照权利要求3至8之一所述的保险杠模块，其中，吸能盒(9)的至少一部分在横梁的外侧上注塑成型。
10.按照前述权利要求之一所述的保险杠模块，其中，纤维加强的塑料的纤维构造成织物(12)或线束。
11.按照前述权利要求之一所述的保险杠模块，其中，纤维加强的塑料的纤维嵌入基体中，所述基体在注塑成型的塑料材料的加工温度时是软的。
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