CN107074177B

CN107074177B - 用于实现附加功能组装的保险杠梁的附接

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Publication number: CN107074177B
Application number: CN201580055973.8A
Authority: CN
Inventors: M·库切拉; E·迈耶; C·姆塞尔曼; I·戈巴维克
Original assignee: Constellium Singen GmbH
Priority date: 2014-10-15
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2020-05-22
Anticipated expiration: 2035-10-09
Also published as: WO2016058955A1; EP3206916A1; US20170240127A1; MX2017004622A; CN107074177A; US9937882B2; EP3009306A1; EP3206916B1

Abstract

本发明涉及一种用于将保险杠横梁(10)安装到车辆结构上的附接装置(20)，该保险杠横梁(10)具有一个竖直的前壁(11)和一个竖直的后壁(12)，该竖直的前壁和该竖直的后壁由至少一个横向壁(13)间隔开，所述附接装置具有第一端部(22)和第二端部(23)，该第一端部将被固定到所述车辆结构，该第二端部被设计成附接到所述保险杠横梁，该附接装置由中空截面型材(21)制成，该中空截面型材的周缘包括相对的侧壁(24和25)和大体上平行的相对的外壁(26和27)，其特征在于，所述第二端部(23)包括至少一个凸缘(41)，在安装所述保险杠横梁(10)之后，该凸缘能够大体上延伸超出所述竖直的前壁(11)，并且在该凸缘上，一个部件(50)在所述竖直的前壁(11)的前面附接到该凸缘(41)。本发明对于将附加部分组装在横梁的前部中是特别有用的，且不会影响横梁的属性和使力侵入属性退化。

Description

用于实现附加功能组装的保险杠梁的附接

技术领域

本发明涉及用于将保险杠横梁安装到车辆结构上的附接装置。更具体地，本发明涉及所述附接装置的端部的设计，所述端部待要固定到保险杠横梁。这样的附接装置有利地是变形元件，也被称作“碰撞盒(Crash-box)”或“C-盒(C-box)”，其被设计成在车辆碰撞的情况下通过塑性变形吸收尽可能多的动能。

背景技术

保险杠横梁包括大致上竖直的前壁和后壁，所述前壁和后壁在撞击的情况下分别起压缩支柱和拉伸支柱的作用，并且所述前壁和后壁由于横向壁或侧翼壁(flankingwall)而间隔开。这些侧翼壁通常是水平的上壁和下壁。保险杠横梁经常是有利地用铝合金挤出的型材，包括具有至少一个室的中空截面构件，该室由所述竖直的前壁和后壁以及水平的上侧翼壁和下侧翼壁界定。保险杠横梁被设计成使得它们开始塑性变形时的力低于使车辆结构不可逆变形需要的力。在较小撞击的情况下，仅使保险杠横梁变形，其结果是仅须更换此单独部分。在过去，提出了变形元件(也被称作“碰撞盒”)，以增加车辆结构仍没有塑性变形时的最大冲击力。变形元件定位在横梁和车辆结构(例如，其纵向梁)之间，还被用作附接装置。它们被设计成一旦在撞击时车辆的动能高于临界值时就被塑性变形。它们的塑性变形有利地是渐进折叠，其至少部分地吸收冲击能量。变形元件通常是中空截面型材形式，一般是多室的中空截面型材，由此它们的纵向轴线位于车辆的纵向轴线的方向上。

美国专利US 7,401,825描述了一种其上制作有附接构件的保险杠，该附接构件用于将保险杠安装到车辆的纵向梁上，使得用作压缩支柱和拉伸支柱的截面壁和联接它们的一对侧翼壁形成一个中空截面。该附接构件呈中空截面形式，展示至少一个侧壁和从此侧壁接着的两个横向壁，该中空截面与纵向梁具有一个长度的中空截面。该中空截面呈与纵向梁的内横截面匹配的推入配合(push-fit)长度的形式。该附接构件的另一端部区域设置有套环型部分，所述套环型部分从它们的端部边缘突出并且大致平行于横向壁对准。

德国专利申请DE 102008022564描述了一种横梁，该横梁通过支撑元件(即，吸收元件)紧固到机动车辆主体的主体部件。该横梁可在两个保持位置处紧固到所述支撑元件，和/或所述支撑元件在保持位置中紧固到该主体的主体部件。所述支撑元件包括用于横梁的相应的保持器，其中该保持器由上部杆和下部杆形成。所述支撑元件由挤出截面或由金属片材形成。

在横梁的前面部分中，对组装各种附加部分的需要越来越多，所述附加部分例如是能量吸收元件、摆式止动器、用于行人撞击的附加能量吸收元件、雷达传感器、加速度传感器、喇叭、模块载体、用于仪表板的支撑件。

传统地，这些附加部分通过保险杠横梁中的切口或孔和盲铆钉螺母而被添加。然而，此解决方案局部地影响横梁的属性并且使力侵入(force intrusion)属性退化。此外，这使单独的钻孔步骤和单独的实施铆钉的步骤成为必要，这增加了成本和过程长度。

因此，需要提供用于在横梁的前面部分中组装附加部分的装置，且不影响横梁的属性并且不使力侵入属性退化。

发明内容

本发明的第一个目的是一种用于将保险杠横梁安装到车辆结构上的附接装置，该保险杠横梁具有一个竖直的前壁和一个竖直的后壁，该竖直的前壁和该竖直的后壁通过至少一个横向壁间隔开，所述附接装置具有第一端部和第二端部，该第一端部将被固定到所述车辆结构，该第二端部被设计成附接到所述保险杠横梁，所述附接装置由中空截面型材制成，该中空截面型材的周缘包括相对的侧壁和大体上平行的相对的外壁，其特征在于，所述第二端部包括至少一个凸缘，在安装所述保险杠横梁之后，该凸缘能够大体上延伸超出所述竖直的前壁。

该附接装置被设计用于将所述保险杠横梁安装到车辆结构上，通常安装在所述车辆结构的纵向梁上。有利地，所述中空截面型材是从铝合金挤出的截面型材，通常是一种属于6xxx铝业协会系列的合金。

有利地，所述附接装置是变形元件，也被称为“碰撞盒”或“C-盒”，所述变形元件被设计成通过无扭曲的渐进塑性折叠来至少部分地吸收冲击能量。

有利地，所述中空截面型材是多室中空截面型材，该多室中空截面型材包括至少一个周缘室，该周缘室至少由所述外壁中的一个以及一个内壁界定，所述内壁大体上平行于所述外壁并且在相对的侧壁之间延伸。优选地，所述中空截面型材是包括两个相对的周缘室的多室中空截面型材。

优选地，所述中空截面挤出型材被附接到所述保险杠横梁，以使所述中空截面挤出型材的挤出方向垂直于所述保险杠横梁的长度方向。优选地，一个末端或第一端部优选地被附接到所述车辆结构，并且另一个末端或第二端部优选地被附接到所述保险杠横梁。

在一个实施方案中，所述凸缘是双壁凸缘，所述双壁凸缘是由于使周缘室的外壁和内壁更紧靠在一起直到它们接触使得所述周缘室塌缩而形成的。该塌缩可以通过将内壁推动朝向外壁或者替代地通过将外壁推动朝向内壁来实现。在本发明的一个实施方案中，提供了一个上部凸缘和一个下部凸缘，该上部凸缘可以是通过使中空截面型材的上部室塌缩而获得的，并且该下部凸缘可以是通过使中空截面型材的下部室塌缩而获得的。通过将内壁推动朝向外壁(这提供了更大的距离)或替代地通过将外壁推动朝向内壁(这提供了更小的距离)以任何适当的组合适配上部凸缘和下部凸缘之间的距离是可能的。

在优选实施方案中，该多室中空截面型材包括一个上部室和一个下部室，该上部室和该下部室由一个中间室分开。在这些实施方案中，除了所述相对的外壁和内壁之外实现所述周缘室的界定的壁是所述相对的侧壁的部分。由于该多室中空截面型材可以包括不止三个室(例如，附加的侧向室)，除了所述相对的外壁和内壁之外实现所述周缘室的界定的壁可以是将所述周缘室与所述侧向室分开的壁。根据本发明，在安装所述保险杠横梁之后，可以大体上延伸超出所述保险杠横梁的所述竖直的前壁的凸缘能够将一个部件附接在所述横梁的竖直的前壁的前面。典型地，凸缘延伸超出横梁的竖直的前壁的部分的长度是该附接装置的相对的侧壁之间的距离的至少十分之一，优选地五分之一，典型长度是在5mm和80mm之间，优选地在10mm和60mm之间。

该凸缘延伸超出横梁的竖直的前壁的部分可以具有与中空截面型材的外壁相同的宽度。还可以有利地将该部分切割成适于所添加的部件的尺寸的较窄宽度。典型地，凸缘延伸超出横梁的竖直的前壁的部分的宽度在该附接装置的相对的侧壁之间的距离的五分之三和五分之一之间，典型最小宽度是5mm。在另一个实施方案中，该凸缘的延伸超出该横梁的竖直的前壁的部分的宽度大于该附接装置的相对的侧壁之间的距离，这是在通过无屑成形处理该凸缘且该附接装置的折叠的侧壁由该凸缘的部分形成时获得的。

在本发明的一个实施方案中，在该凸缘上添加一个加强部分，例如，以便于所添加的部件的螺栓连接。该加强部分可以有利地具有该凸缘延伸超出横梁的竖直的前壁的部分的形状。有利地，当该附接装置由具有周缘室(具有一个外壁和一个内壁)的多室中空截面制成时，该外壁可以被切出(cut out)，并且该加强部被附接到该内壁。

有利地，该保险杠横梁也是由铝合金的挤出截面制成的中空截面型材，典型地，所述铝合金是一种属于6xxx铝业协会系列的合金。

本发明的另一个目的是一种保险杠系统，该保险杠系统包括一个保险杠横梁和根据本发明的至少一个附接装置。该保险杠系统有利地包括一个在竖直的前壁的前面附接到凸缘的部件。该部件可以是例如能量吸收元件、摆式止动器、用于行人撞击的附加能量吸收元件、雷达传感器、加速度传感器、喇叭、模块载体、用于仪表板的支撑件。

与通过横梁中的切口或孔和盲铆钉螺母添加部件的现有技术解决方案相比，本发明是有利的，因为横梁不因部件的添加而变弱。如果添加的部件具有吸收能量属性，则能量吸收潜力甚至可以被改善。

本发明的另一个目的是一种用于制造保险杠系统的方法，该保险杠系统包括一个附接装置、一个保险杠横梁和一个部件，所述方法包括以下连续步骤：

a)提供中空截面型材，该中空截面型材的横截面具有包括相对的侧壁和相对的外壁的周缘，

b)以一预定长度切割所述中空截面型材，以获得一个型材部分，

c)在所述型材部分的端部中的一个处，提供至少一个凸缘以获得一个附接装置，

d)提供一个保险杠横梁，该保险杠横梁具有一个竖直的前壁和一个竖直的后壁，该竖直的前壁和该竖直的后壁由至少一个横向壁间隔开，

d)将所述附接装置组装到所述横梁，使得所述凸缘大体上延伸超出该保险杠横梁的所述竖直的前壁，

e)在所述横梁的竖直的前壁的前面，将部件组装到该凸缘。

为了获得至少一个凸缘，诸如切出相对的侧壁以及可选地切出一个外壁、在可选地切出侧壁之后使周缘室塌缩、切出内壁的方法会是适当的。

附图说明

图1是根据本发明的保险杠系统的立体视图。

图2是根据本发明的附接装置的第二端部的立体视图。

图3是根据本发明的用于保险杠系统的附接装置和横梁的详细立体视图。

图4是根据本发明的保险杠系统的第二端部的横截面。

图5是根据本发明的保险杠系统的立体视图，例示了部件的附接。

图6是根据本发明的保险杠系统的第二端部的横截面，示出了加强部分的附加。

具体实施方式

参考图1，提供了根据本发明的保险杠系统的立体视图。该保险杠系统100包括一个保险杠横梁10和两个用于将所述保险杠横梁安装到车辆的纵向梁(未例示)上的附接装置20。该保险杠横梁包括由于侧翼壁而间隔开的前壁11和后壁12。每个附接装置由具有第一端部22和第二端部23的中空截面型材21形成，该第一端部将被固定到车辆结构的所述纵向梁，该第二端部被设计成附接至所述保险杠横梁10。凸缘41大体上延伸超出保险杠横梁10的所述竖直的前壁11，该凸缘可以被用来将一个部件固定在该前壁的前面。

参考图2，提供了根据本发明的附接装置20的第二端部的一个实施方案的详细立体视图，示出了可以被用来固定一个部件的凸缘41和42。

参考图3和图4，提供了本发明的一个实施方案。图4是组件的根据图3上示出的虚线A:A’的横截面。附接装置20(其在所例示的实施方案中是一个碰撞盒)被固定到由中空型材制成的横梁10，所述中空型材具有竖直的前壁11和竖直的后壁12，该竖直的前壁和该竖直的后壁由至少一个横向壁13间隔开。所述附接装置具有第一端部22和第二端部23，该第一端部被设计成固定到车辆结构，该第二端部被设计成附接到所述保险杠横梁。所述附接装置由中空截面型材21制成，该中空截面型材的周缘包括相对的侧壁24、25和大体上平行的相对的外壁26、27。在所例示的实施方案中，中空截面型材21包括三个室，下部室30至少由下部外壁27和下部内壁32界定，该下部内壁大体上平行于下部外壁并且在相对的侧壁24、25之间延伸。上部室29至少由上部外壁26和上部内壁31界定，该上部内壁大体上平行于所述上部外壁并且在相对的侧壁24、25之间延伸。所述第二端部23包括两个凸缘41，42，所述凸缘大体上延伸超出保险杠横梁10的所述竖直的前壁11。在所例示的实施方案中，所述凸缘41、42是双壁凸缘，所述双壁凸缘是由于使周缘室29、30的外壁和内壁紧靠在一起直到它们接触使得所述周缘室塌缩而形成的。具体地，例示了通过将上部外壁21推动朝向上部内壁31而获得上部凸缘，以及通过将下部内壁32推动朝向下部外壁27而获得下部凸缘。所述凸缘的长度适于大体上延伸超出所述横梁10的所述竖直的前壁11。

通过图5例示了根据本发明的保险杠组件的局部视图，其中一个部件50已经附接到凸缘41。

参考图6，提供了根据本发明的保险杠系统的第二端部的横截面视图，其中在凸缘上添加了加强部分48、49，例如，以便于所添加的部件的螺栓连接，并且其中外壁26、27的一部分已经被切出，以便于添加加强部分。

Claims

1.用于将保险杠横梁(10)安装到车辆结构上的附接装置(20)，该保险杠横梁(10)具有一个竖直的前壁(11)和一个竖直的后壁(12)，该竖直的前壁和该竖直的后壁通过至少一个横向壁(13)间隔开，所述附接装置具有第一端部(22)和第二端部(23)，该第一端部将被固定到所述车辆结构，该第二端部被设计成附接到所述保险杠横梁，该附接装置由中空截面型材(21)制成，该中空截面型材的周缘包括相对的侧壁(24和25)和大体上平行的相对的外壁(26和27)，其特征在于，所述第二端部(23)包括至少一个凸缘(41)，在安装所述保险杠横梁(10)之后，该凸缘能够大体上延伸超出所述竖直的前壁(11)，并且在该凸缘上，一个部件(50)在所述竖直的前壁(11)的前面附接到该凸缘(41)。

2.根据权利要求1所述的附接装置(20)，其特征在于，所述中空截面型材(21)包括至少一个周缘室(29和/或30)，该周缘室至少由所述相对的外壁(26或27)中的一个和一个内壁(31或32)限定，该内壁大体上平行于所述外壁并且在所述相对的侧壁之间延伸，其中所述至少一个凸缘(41和/或42)是由于使一个周缘室(29和/或30)的外壁(26和/或27)和内壁(31和/或32)更紧靠在一起直到它们接触使得所述周缘室塌缩而形成的。

3.根据权利要求1或2所述的附接装置，其中该凸缘延伸超出该横梁的竖直的前壁的部分的长度是该附接装置的相对的侧壁之间的距离的至少十分之一。

4.根据权利要求1或2所述的附接装置，其中所述凸缘被切割成的宽度比所述中空截面型材的外壁的适于所添加的部件的尺寸的宽度更窄。

5.根据权利要求1或2所述的附接装置，其中在该凸缘上添加一个加强部分(48)。

6.根据权利要求1或2所述的附接装置，其中该凸缘延伸超出该横梁的竖直的前壁的部分的长度是该附接装置的相对的侧壁之间的距离的至少五分之一。

7.保险杠系统(100)，包括保险杠横梁(10)和用于将所述保险杠横梁安装到车辆结构上的附接装置(20)，其特征在于，所述附接装置中的至少一个是根据权利要求1至5中的任一项所述的附接装置。

8.根据权利要求7所述的保险杠系统，其中所述部件选自能量吸收元件、摆式止动器、雷达传感器、加速度传感器、喇叭、模块载体、用于仪表板的支撑件。

9.根据权利要求7所述的保险杠系统，其中所述部件为用于行人撞击的附加能量吸收元件。

10.用于制造保险杠系统的方法，该保险杠系统包括一个附接装置(20)、一个保险杠横梁(10)和一个部件(50)，所述方法包括以下连续步骤：

a)提供中空截面型材(21)，该中空截面型材的横截面具有包括相对的侧壁(24和25)和相对的外壁(26和27)的周缘，

c)在所述型材部分的端部(23)中的一个处，提供至少一个凸缘(41)以获得一个附接装置(20)，

d)提供一个保险杠横梁，该保险杠横梁具有一个竖直的前壁(11)和一个竖直的后壁(12)，该竖直的前壁和该竖直的后壁通过至少一个横向壁(13)间隔开，

d)将所述附接装置(20)组装到所述横梁(10)，使得所述凸缘(41)大体上延伸超出该保险杠横梁(10)的所述竖直的前壁(11)，

e)将附加的部件(50)组装到该凸缘(41)。

11.根据权利要求10所述的用于制造保险杠系统的方法，其中通过切出相对的侧壁且切出一个外壁和/或在切出侧壁和/或切出内壁之后使周缘室塌缩来获得所述凸缘。