CN107521444A - 用于交通工具的保险杠 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于交通工具的保险杠(1’)，所述保险杠具有保险杠横梁(4’)和两个从保险杠横梁(4’)的背侧突起的碰撞吸能盒(5’)。由纤维加固的平面式材料制造的一体式坯料(1)从保险杠横梁(4’)的连接碰撞吸能盒(5’)的壁部段(6’)延伸直至碰撞吸能盒(5’)中。

Description

用于交通工具的保险杠

技术领域

本发明涉及一种用于交通工具、尤其用于客车的保险杠。

背景技术

在降低燃料消耗的努力中普遍试图减小机动车的重量。在专利文献DE 10 2014009 941 A1中建议，传统的由钢材或者铝材制造的保险杠通过下述这种材料替代，其中，横梁由纤维加固的塑料制成的坯料成形。

把横梁与交通工具的车身连接的碰撞吸能盒注塑在横梁上。碰撞吸能盒在其朝向车身的侧面是开口的，碰撞吸能盒的壁由于需要的出模斜度而向车身的方向变薄。太小的厚度使得碰撞吸能盒在车身侧的端部上有载荷的情况下易于折断，以此使得保险杠失去作用。太大的厚度妨碍碰撞吸能盒在其保险杠侧的端部上的屈服，这同样削弱了其作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种保险杠，其在使用纤维加固的塑料平面式材料的情况下经济地制造，并且其碰撞吸能盒能够可靠地吸收大量的碰撞能量。

上述技术问题通过按照本发明的技术方案解决，方法是，在用于交通工具的、具有保险杠横梁和两个从保险杠横梁的背侧突起的碰撞吸能盒的保险杠中，由纤维加固的平面式材料制造的一体式坯料从保险杠横梁的将(多个)碰撞吸能盒相连的壁部段延伸直至碰撞吸能盒中。因此，碰撞吸能盒也从纤维加固的平面式材料的高负荷能力中获益，并且因为碰撞吸能盒的、由该平面式材料成形的壁区域不必须具有沿脱模方向变化的厚度，所以既避免了在薄壁的端部上的断裂危险，也避免了在厚壁的端部上的太大的刚度。

坯料应构成碰撞吸能盒的至少两个垂直的侧壁。这种侧壁可以与连接碰撞吸能盒的壁部段一同经济地、产生少量边角料地获得，方法是由平面式材料构成带形坯料，其纵向端部在之后被弯折，以便构成侧壁。

尤其地，若碰撞吸能盒的由坯料构成的垂直的侧壁在连接的壁部段两侧地相互朝向时，碰撞吸能盒可以在其朝向横梁的端部上是开口的，因此在碰撞吸能盒应通过额外地注塑的材料加固的情况下，能实现从保险杠横梁向车身的方向增大的刚度和在车身上可靠的连接。

在所述带的宽度足够的情况下，坯料可以包括至少一个凸缘，凸缘在一个碰撞吸能盒的侧壁的上部的或者下部的边缘上弯折，以便构成碰撞吸能盒的上部的或者下部的壁的至少一部分。

坯料还可以构成各碰撞吸能盒的背离保险杠横梁的端部上的底板。该底板可以稳定碰撞吸能盒的与底板关联的壁，和/或用于锚固在车身上；在两种情况中纤维加固的平面式材料的高负荷能力都有利于整个保险杠的稳定性。

为了进一步提高其负荷能力，底板可以成形为拱曲结构。

为了稳定碰撞吸能盒的侧壁或者上部的和下部的壁而支撑在底板上的加固结构可以在碰撞吸能盒内部注塑在底板上。

坯料的从基板出发的凸缘可以构成碰撞吸能盒的上部的或者下部的壁的至少一部分。

这种凸缘也可以构成用于使得保险杠连接在交通工具车身上的固定凸缘。

为了能够仅产生少量边角料地制造坯料，坯料的部段：即构成保险杠横梁的连接碰撞吸能盒的壁部段的部段、碰撞吸能盒的第一侧壁的部段、基板的部段和碰撞吸能盒的第二侧壁的部段，优选地在一列上相继地布置。

坯料可以具有从第一和第二壁的边缘弯折的凸缘，其相互连接，以便构成碰撞吸能盒的上部的或者下部的壁。

为了在碰撞吸能盒的、不是由坯料的一体连接的块构成的壁中也实现高的断裂强度，坯料的两个凸缘可以在碰撞吸能盒的一个壁中重叠。

若坯料在碰撞吸能盒的壁中具有间隙，则为了不影响断裂强度应用注塑的塑料填充间隙。

为了实现保险杠的在碰撞吸能盒之间延伸的中部部件的足够的弯曲强度，坯料应包括至少一个连接片，其从连接碰撞吸能盒的壁部段沿上部的或者下部的边缘弯折。优选的是，在上部的和在下部的边缘上各配设一个这种凸缘。连接的壁部段和连接片之间的角度优选地是直角。

为了在碰撞吸能盒的另一侧也保证保险杠的足够的刚度，坯料、优选地包括弯折的连接片的坯料应延伸直至保险杠横梁的在碰撞吸能盒的两侧向外突出的端部中。

附图说明

本发明的其他特征和优点从下文参照附图对实施例的说明中得到。附图中：

图1示出按照本发明第一设计方案的、用于制造保险杠的坯料的俯视图；

图2示出由坯料得到的保险杠的立体视图；

图3示出图2的保险杠的改进设计方案；

图4示出具有在碰撞吸能盒内注塑的加固结构的保险杠；

图5示出图2的保险杠的变型设计；

图6示出变型设计的坯料的俯视图；

图7示出由图6的坯料获得的保险杠的立体视图；

图8示出坯料的进一步变型设计的俯视图；

图9示出由图8的坯料获得的保险杠的立体视图。

具体实施方式

图1示出由纤维加固的复合平面式材料、例如有机板制造的坯料1的俯视图，其应进一步加工成保险杠，方法是在成形工具的腔模上折弯坯料，通过加热变柔软的坯料1被吸入腔模中和/或通过冲模压入，当腔模和冲模把坯料1紧密包围时，向腔模中注入塑料，以便把坯料固定在以此得到的结构中。图2示出通过变形在模具中得到的保险杠1’。

坯料1是相对于交通工具中心平面2对称的，因此在图1、图2以及所有其他附图中仅示出坯料1或者说由坯料得到的保险杠1’的半个。

坯料1的部分和由此成形的保险杠1’的部分在下文中带有相同的附图标记，其中，保险杠和其部分分别通过撇号(’)标识。

坯料的横向于交通工具中心平面2纵长延伸的矩形的、居中的区域6被设置用于在两个碰撞吸能盒5’之间、在保险杠1’上构成保险杠1’的横梁4’的居中的部段3’的垂直的壁6’。

在两个端部上延长居中的区域6的短小的矩形的区域7被设置用于在坯料1变形的情况下构成碰撞吸能盒5’的邻接在保险杠2’的居中的壁6’上的、相互面对的或者内部的侧壁7’。

区域8连接在区域7上，其设置用于在碰撞吸能盒5’的朝向交通工具内部的自由端部上构成碰撞吸能盒5’的底板8’；在区域8上接有区域9，区域9分别构成碰撞吸能盒5’的相互背离的或者外部的侧壁9’。

最后在区域9上连接区域10，在制造好的保险杠1’上区域10沿居中的壁4’的延长部、在碰撞吸能盒5’两侧延伸。

区域6-10的纤维层因而在制造好的保险杠上构成连续的纤维带，纤维带在保险杠横梁4’的整个宽度上从一个端部向另一个端部延伸，并且在此通过碰撞吸能盒的侧壁7’、9’和底部8’延伸。

带形的区域11在上部和下部连接在居中的区域6上。其在制造好的保险杠1’上构成加固片11’，加固片沿居中的壁6’的上部的和下部的边缘直角式弯曲。在图2中，连接片11’在居中的壁6’的背离碰撞吸能盒5’的侧面突起，因此保险杠横梁4’构成向交通工具外部开口的沟槽；根据未示出的变型设计，连接片也可以向交通工具内部弯折。

以与居中的区域6相同的方式，区域7和区域9也在两侧被带形的区域12、13包围，其中，在带形的区域和相邻的区域12之间设置有切口14，以便能把坯料1沿区域6、7之间的界限弯曲。

在区域8上方和下方设置有宽度比带形的区域11、12、13的宽度更大的接片15。

在模具闭合时，带形的区域12、13被直角式弯曲，以便构成碰撞吸能盒5’的上部的壁16’或者说下部的壁17’的相应的部分12’、13’。接片15以相同的方式被直角式翻折。以此形成的壁部15’与部分12’、13’重叠并且被固定在部分12’、13’上，例如通过熔化其热塑性材料份额或者通过在模具中注入热塑性材料的方式。如图2通过虚线所示，注入的热塑性塑料也可以用于填充在壁16’、17’中的间隙18’，填充至坯料1的部分12、13、15没有延伸进的间隙中，或者说使得连接片11’延长经过碰撞吸能盒5’并且与连接片19由保险杠横梁1’在碰撞吸能盒的另一侧延伸的端部件20’连接。

按照在图3和图4中所示的改进设计方案，碰撞吸能盒5’的底板8’在模具中得到圆顶形的拱曲物。因为坯料1由于其纤维层基本上是不伸缩的，所以为了形成拱曲物，材料必须能从侧向再流至底板8’。在图3的情况中，该材料拉拔接片15，因此由此得到的壁部段15’具有凹形地弯曲的边缘。

为了能清楚示出壁段12’、13’、15’，在图3中未示出在模具中喷注的塑料；图4示出具有喷注的材料的相同的保险杠，如同其从模具中取出的一样。在附图2的情况中，材料填充在壁16’、17’中的间隙18’；其附加地构成在碰撞吸能盒5’的内部中的加固结构21’，例如如图所示的以向保险杠1’的外侧开口的蜂窝的形式，蜂窝的壁支撑在由于拱曲形状而能承受高负荷的底板8’上。因为模具的用于成形加固结构21’的部分在脱模时必须向外侧从碰撞吸能盒5’脱离，所以加固结构21’的壁的厚度从底板8’向外侧减小。因此在撞击时，碰撞吸能盒的外部的、朝向横梁4’的部分首先屈服，并且随着撞击的严重程度增加、变形才向底部的方向传播。因此底板8’在车身上、通常在交通工具的纵梁的端部上的锚固在撞击情况中不会明显地有发生失效的危险。

在图4中加固结构21’仅在碰撞吸能盒5’内示出，但是加固结构也可以超出碰撞吸能盒的侧壁7’、9’在连接片11’、19’之间延伸，必要时在保险杠1’的整个宽度上延伸，以便加固保险杠横梁4’的端部件18’和/或居中的部段3’。

按照在图5中示出的变型设计方案，接片15在底板8’两侧不向碰撞吸能盒5’的壁16’、17’上弯折，而是在相同的平面中留在碰撞吸能盒5’的朝向交通工具内部的端部上，以便构成用于把保险杠1’锚固在交通工具车身的未示出的纵梁上的固定凸缘15”。

带形的区域12、13在此能够比在图2的情况中的更宽，因此由此成形的壁段12’、13’在弯折之后在16’、17’的中部中重叠并且平面式地在彼此上固定；备选地，可以在壁段12’、13’之间在碰撞吸能盒5’的整个长度上延伸有间隙并且用注入的热塑性材料填充间隙。

图6示出坯料1的变型设计方案。在此取消在侧壁区域9上方和下方的带形的区域13；取而代之的是带形的区域19，区域19从两侧包围区域10，沿侧壁区域9延长，并且接片15通过边带22在接片朝向区域9、10的边缘上加宽。坯料1在模具中变形时，不仅仅区域7、9和接片15相对区域8直角式弯曲，以便构成碰撞吸能盒5’的底板8’和壁7’、9’、16’、17’，而且边带22也相对于接片15弯折，以便如图7所示地附着在外部的侧壁9’上，并且因此尽管缺少连接片13’但还是保证坯料1的纤维跨过在碰撞吸能盒5’的壁7’和壁16’、17’之间的边棱。延长的连接片19’尽可能跨过碰撞吸能盒5’，因此在连接片19’的端部和连接片11’之间仅留有狭窄的间隙18’，该间隙能通过喷注热塑性材料填充，或者甚至连接片11’、19’重叠一段。

在图8和图9的设计方案中，上述延长的部分也应用在内壁7’上：在坯料1的区域7上(参照图8)取消了连接片12；取而代之的是连接片11沿区域7延长，并且在接片5的朝向区域6和7的侧向上也配设边带22，以便在成形保险杠时能贴靠在内壁7’上。连接片11’、19’在此是足够长的，因此能够在碰撞吸能盒前重叠并且同样相互贴靠。

要清楚的是，以上详细的说明和附图尽管展示了本发明确定的示例性的设计，但它们仅被考虑用于说明并且不应该被限制地视为本发明的范围。只要不脱离下面的权利要求和其等效范围，所述设计的各种各样的变型是可能的。尤其地，未在权利要求中提及的实施例的特征也基于本说明和附图。这些特征也可以有不同于此处特别公布的组合。多个这样的特征在相同的句子中或者以另外的上下文关联方式相互被提及，这样的事实因此不能断定它们只能以特殊公开的组合出现；而是基本上认为多个这样的特征中也可以去掉几个或者被改变，只要其不使本发明的功能受到影响。

附图标记列表

1 坯料

2 中心平面

6 居中的区域

7 区域

8 区域

9 区域

10 区域

11 带形的区域

12 带形的区域

13 带形的区域

14 切口

15 接片

19 带

22 边带

1’ 保险杠

3’ 居中的部段

4’ 横梁

5’ 碰撞吸能盒

6’ 居中的壁

7’ 内部的侧壁

8’ 底板

9’ 外部的侧壁

11’ 连接片

12’ 壁段

13’ 壁段

15’ 壁段

16’ 上壁

17’ 下壁

18’ 间隙

19’ 连接片

20’ 端部件

21’ 加固结构

Claims (13)

1.一种用于交通工具的保险杠(1’)，所述保险杠具有保险杠横梁(4’)和两个从保险杠横梁(4’)的背侧突起的碰撞吸能盒(5’)，其中，由纤维加固的平面式材料制造的一体式坯料(1)从保险杠横梁(4’)的将碰撞吸能盒(5’)相连的壁部段(6’)延伸直至碰撞吸能盒(5’)中。

2.按照权利要求1所述的保险杠，其中，所述坯料构成碰撞吸能盒(5’)的两个垂直的侧壁(7’、9’)，优选地构成两个在连接的壁部段(6’)两侧、相互面向的侧壁(7’)。

3.按照权利要求2所述的保险杠，其中，坯料包括至少一个区域(12、13)，所述区域在一个碰撞吸能盒(5’)的侧壁(7’、9’)的上部的或者下部的边缘上弯折，用于构成碰撞吸能盒(5’)的上部的或者下部的壁(16’、17’)的至少一部分(12’、13’)。

4.按照权利要求1、2或者3所述的保险杠，其中，坯料构成各个碰撞吸能盒(5’)的背离保险杠横梁(4’)的端部上的底板(8’)。

5.按照权利要求4所述的保险杠，其中，底板(8’)成形为拱曲物。

6.按照权利要求4或5所述的保险杠，其中，支撑在底板(8’)上的加固结构(21’)注塑在碰撞吸能盒(5’)内部。

7.按照权利要求4至6之一所述的保险杠，其中，坯料(1)的从底板(8’)出发的区域(15’)构成碰撞吸能盒(5’)的上部的或者下部的壁(16’、17’)的至少一部分。

8.按照权利要求4至7之一所述的保险杠，其中，坯料(1)的从底板(8’)出发的区域(15’)构成用于使得保险杠(1)连接在车辆车身上的固定凸缘。

9.按照权利要求4至8之一所述的保险杠，其中，坯料(1)的在一列上相继地布置的部段(6、7、8、9)构成保险杠横梁(4’)的连接碰撞吸能盒(5’)的壁部段(6’)、碰撞吸能盒(5’)的第一侧壁(7’)、底板(8’)和碰撞吸能盒(5’)的第二侧壁(9’)。

10.按照上述权利要求之一所述的保险杠，其中，坯料(1)的分别构成壁(12’、13’)的一部分的两个区域(12、13)在碰撞吸能盒(5’)的至少一个壁(16’、17’)中重叠。

11.按照上述权利要求之一所述的保险杠，其中，在碰撞吸能盒的至少一个壁(16’、17’)中，用注塑的塑料填充坯料(1)的区域(12、13)之间的间隙(18)。

12.按照上述权利要求之一所述的保险杠，其中，所述坯料包括至少一个连接片(11’)，所述连接片从将碰撞吸能盒(5’)相连的壁部段(6’)沿上部的或者下部的边缘弯折。

13.按照上述权利要求之一所述的保险杠，其中，所述坯料(1)延伸直至保险杠横梁(4’)的在碰撞吸能盒(5’)的两侧向外突出的端部(20`)中。