CN108275097B - 用于汽车的保险杠横梁以及具有这种保险杠横梁的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车(10)的保险杠横梁，所述保险杠横梁具有基体(14)，所述基体具有在横截面中呈u形的型材和至少一个在基体(14)的上侧上沿车辆高度方向向上延伸的上部凸缘区段(16)和/或在基体(14)的下侧上沿车辆高度方向向下延伸的下部凸缘区段(18)，其中，在上部凸缘区段(16)和/或在下部凸缘区段(18)上、至少在基体(14)的沿车辆横向延伸的宽度的至少一部分上构造至少一个连接区段(16)，所述连接区段在沿车辆高度方向延伸的至少20mm的高度H_A上延伸。

Description

用于汽车的保险杠横梁以及具有这种保险杠横梁的汽车

技术领域

本发明涉及一种根据用于汽车的保险杠横梁、尤其前部的主保险杠横梁或后部的主保险杠横梁。此外，本发明还涉及一种用于汽车的保险杠横梁以及具有这种保险杠横梁的汽车。

现有技术

用作主保险横梁的前部的保险杠横梁和后部的主保险杠横梁通常间接或直接地与汽车纵梁相连，以便构造框架式的抗碰撞稳定的结构。本发明就此还涉及一种汽车的保险杠横梁，所述保险杠横梁在横截面中具有u形型材，并且涉及一种具有闭合的中空型材的保险杠横梁。通常至少在前部的主保险杠横梁与右侧和左侧的纵梁之间分别布置了变形元件(也被称为“吸振器”)以及所谓的隔板(Schottplatte)。隔板通常相对于纵梁沿车辆横向和/或沿车辆高度方向突伸出来，并且此外还用作与布置在纵梁内侧的装配支架的连接元件。

由文献DE 10 2004 030 689 A1已知一种被用作简单固持结构的横梁，用于布置在汽车的驾驶员座舱中。在横梁上构造由沿纵向延伸的用于固定仪表板的固持件。仪表板与固持件之间的连接借助燕尾形连接区段完成。在文献DE 10 2004 030 689 A1中所描述的横梁并非是保险杠横梁并且也不适宜作为保险杠横梁。

由文献DE 10 2011 113 473 A1已知一种汽车的保险杠横梁，所述保险杠横梁具有u形的横截面，其中，“U”的开口指向车辆前部的方向。除了这种构造的u形保险杠横梁之外，在实践中还已知“U”形开口指向车辆后侧的u形保险杠横梁。在文献DE 10 2011 113473 A1中和实践中已知的保险杠横梁上、在沿车辆纵向延伸的自由臂上构成沿车辆高度方向延伸的凸缘，所述凸缘通常具有不高于15mm的高度。

由实践还已知由闭合的中空型材构成的保险杠横梁。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用汽车的保险杠横梁以及一种具有这种保险杠横梁的汽车，所述保险杠横梁应被简单且成本低廉地制造，并且此外还能实现其他构件以较低的花费固定在保险杠横梁上。

根据本发明的用于汽车的保险杠横梁具有基体，所述基体具有横截面为u形的型材，此外保险杠横梁还具有至少一个在处于汽车中的安装位置中在基体的上侧上沿车辆高度方向向上延伸的上部凸缘区段和/或在安装位置中在基底的下侧上沿车辆高度方向向下延伸的下部凸缘区段。在上部凸缘区段上和/或在下部凸缘区段上，至少在基体的沿车辆横向延伸的宽度的一部分上构造至少一个连接区段。在此，连接区段在车辆高度方向上延伸至少20mm的高度。优选地，连接区段在车辆高度方向上延伸至少25mm、进一步优选至少30mm、特别优选至少35mm或至少40mm的高度。在此情况下，连接区段尤其可以构造为延长的上部凸缘区段或延长的下部凸缘区段。凸缘区段在此情况下可以同时被用作连接区段的部分，从而使凸缘区段同时兼用于构成连接区段。

此外，本发明还涉及一种用于汽车的保险杠横梁，所述保险杠横梁具有具备封闭的中空型材的基体。而且在所述基体上，至少一个沿车辆高度方向延伸的连接区段至少在基体的沿车辆横向延伸的宽度的一部分上布置或构造。这种连接区段优选在车辆高度方向上延伸至少10mm、进一步优选15mm、特别优选20mm和至少25mm的高度。根据本发明的具有中空型材的保险杠横梁可以尤其具有多个腔室。

上述两个根据本发明的具有沿车辆高度方向延伸的连接区段的保险杠横梁实现了一个或多个加装件的简单组装。被视作加装件的尤其是用于能量吸收的可断裂结构、传感器、摄像头或驾驶员辅助系统的其他监控设备。适合作为连接区段的尤其是简单的材料条带、尤其板材带，其呈凸缘状区段的延长部的形式(变型方案1)或呈相应构造的材料条带的形式。这种类型的连接区段能够以特别简单和成本低廉的方式构造或布置在基体上，尤其如以下借助各个示例所要阐述的。至少一个连接区段在根据本发明的保险杠横梁上的构造具有其他优点，即，与应该之后组装在保险杠横梁上的固持件相比，已经为汽车制造商的生产线上的装配人员给出了用于连接相应加装件的位置，从而使加装件相对于保险杠横梁的相对位置在保险杠横梁制备之后就已经确定了。这样能够减低装配错误和由此带来的在加装件位置上的偏差。

上述根据本发明的保险杠横梁在处于汽车中的安装位置中尤其与设置为汽车的蒙皮元件的保险杠外罩相邻地布置。在此，在保险杠横梁与保险杠外罩之间可以布置弹性元件、例如呈泡沫元件形式。蒙皮元件与保险杠横梁之间的空隙或间隙在此可以沿车辆纵向延伸最多50cm、进一步优选组多40m或特别优选最多30cm。

无论如何，根据本发明的保险杠横梁优选在汽车的沿车辆横向延伸的宽度的50％、优选60％和特别优选至少70％上延伸。在此，根据本发明的保险杠横梁可以布置在汽车的车前部和/或车后部上。

在根据本发明的保险杠横梁的实用的实施方式中，至少一个连接区段一体式地构造在基体上。优选至少2个、3个、4个、5个、6个和/或所有的连接区段一体式地构造在基体上。连接区段在基体上的一体式构造能够以较低的制造成本实现。一体式构造的连接区段尤其能够构造为沿车辆高度方向延长的上部凸缘区段和/或延长的下部凸缘区段。在此情况下特别有利的是，连接区段已经设置在用于保险杠横梁的材料部段上，并且从材料成本和必要时成型工具的优化来看连接区段能够在实际上不需额外费用的情况下以高准确度在工序中由保险杠横梁自身制成。连接区段在保险杠横梁上的一体式构造也是有利的，即，与固持件或其他部件的额外装配作业的具体实施方式无关，连接区段具有相对于车辆纵向施加的力已知的刚性。这可以用于通过安置在汽车中的故障存储器在探测到力作用的情况下向汽车驾驶员和/或车间人员提示连接区段的可能存在的损伤。

作为备选，还可以由基体借助滚压成型(Rollformen)形成这种类型的连接区段。这尤其可以由此实现，即，上部部分区域和/或下部部分区域借助滚压成型变形为扁平的材料条带、尤其变形为双层或多层的材料条带，所述材料条带由中空型材的变形区段构成。

在另一种实施方式中，至少一个连接区段仅在基体的沿车辆横向延伸的整个宽度的一部分上延伸，尤其仅在实际上所需的区域上延伸。这主要为了节约材料、重量和成本。在此情况下优选设置多个连接区段，所述连接区段仅分别具有在整个保险杠横梁的整个宽度的最多20％上延伸。特别优选地设置1、2、3、4、5或6个连接区段，所述连接区段仅分别在保险杠横梁的整个宽度的最多10％上延伸。

适宜于作为连接区段的例如是弓形、矩形、梯形或其他形状的材料条带，所述材料条带与基体的相连区域相比向上或向下突伸，尤其是上部凸缘区段和/或下部凸缘区段。

在另一种实用的实施方式中，连接区段在处于汽车中的安装位置中布置在基体的沿车辆纵向观察、朝向汽车的最近蒙皮元件的一侧上。就此方面还参照根据本发明的保险杠横梁在汽车中的相应布置。这是具有优点的，即，被连接的加装件能够尽可能近地组装在蒙皮元件上。这在所涉及的加装件需要尽可能向前和/或向后“不受限的视线”、例如是摄像头和其他传感器(所述摄像头和其他传感器是驾驶员辅助系统的部件)时是特别有利的。这种类型的加装件能够一方面相对于门蒙皮元件回缩地并且由此隐蔽地布置，并且另一方面根据位置接近蒙皮元件地布置，从而鉴于与之前布置的构件、例如冷却器保护栅格的肋片的极小间距，还在横向和高度方向上保留了较宽的视角。

连接区段还可以至少部分地(优选完全)通过独立的、与基体固定连接的附加元件构成。在此，首要出于费用考虑，尤其适合简单、扁平的附加元件、例如简单的板件。这种类型的附加元件能够尤其借助焊接、压铆、铆接、螺纹连接和/或粘接固定在基体上。连接区段通过与基体相连的附加元件的构造实现了连接区段在已经制造完成的保险杠横梁上的事后装配，甚至通过改装的途径实现。上述不需要装配固持件等的优点在此情况下也保持不变，尤其是当在连接区段上已经预装配了固持件(例如贯穿孔、螺栓、螺母、焊接螺栓、焊接铆钉等)并且这种固持器件相对于保险杠横梁正确定位时。

作为特别简单且成本低廉的附加元件，扁平构造的盖板(尤其完全平面构造的盖板)是合适的，所述盖板与上部凸缘区段和/或下部凸缘区段接触。这种盖板可以不仅简单且成本低廉地制造或者说作为标准件被采用，而且还能成本低廉且同时以高强度固定在u形构造的保险杠横梁的基体的上部和/或下部凸缘区段上。

作为备选或补充，至少一个固定元件、尤其螺母、螺栓、销或铆钉作为固定件固定在加装件上。优选地，在此可以涉及分别在加装件装配之前就已经固定在连接区段上的焊接螺母、焊接螺栓、焊接销和/或焊接铆钉。固定元件的设置实现了加装件在装配线上的快速装配。还可以被用作卡锁元件的部件的元件构造在连接区段上，例如用于卡夹连接的零件、例如卡锁凸肩。

作为固持元件还可以设置贯穿孔。贯穿孔作为特别简单且广泛使用的固持件尤其实现了螺栓、销和/或铆钉的贯通，用于加装件在连接区段上的固定。

在另一种实用的实施方式中，基体由金属材料制成，并且借助弯曲、冲制和/或滚压成型加工。作为金属材料尤其适用铝和/或钢、尤其呈相应的型材的形式。冲制和弯曲尤其适用于制造根据本发明的具备u行横截面的型材的保险杠横梁。在此，至少一个连接区段有利地在第一冲制工艺中被考虑，并且随后完成变形，从而使得在变形之后紧接着沿车辆高度方向向上和/或向下延伸的材料条带形成连接区段。冲制工艺和变形工艺的顺序可以任意选择。

为了将连接区段构造在具有闭合的中中空型材的保险杠横梁上，尤其适用滚压成型。在此，由中空型材的区域可以轧制连接区段，尤其通过在中空型材的区域中相应地滚压并且由此压扁和成型为扁平的材料条带实现。

就上述一体式构造的可能性方面可以引用相应的制造方法，尤其引用保险杠横梁连同u形型材横截面和连接区段通过切割或冲制和变形(例如深拉)的一体式构造，以及引用具有闭合的型材横截面的保险杠横梁的一体式制造和至少一个用作连接区段的材料条带借助滚压成型的构造。

优选地，根据本发明的保险杠的基体由具有1mm至4mm、优选1.5mm至3.5mm的材料厚度的铝制型材和/或钢质型材制成。盖板的材料厚度优选在0.3mm至1.8mm之间、优选0.5mm至1.6mm之间的范围内。基体的高度(必要时连同凸缘区段，而不带有附加的连接区段)尤其在50mm至170mm、优选80mm至140mm之间的范围内。

本发明还涉及一种具有上述保险杠横梁的汽车，其中，保险杠横梁在汽车的宽度的大部分上延伸。保险杠横梁可以在此作为后部保险杠横梁布置在汽车的车后部中，或作为前部主保险杠横梁布置在汽车的车前部中。

附图说明

本发明的其他实用的实施方式以下结合附图描述。在附图中：

图1示出根据本发明的保险杠横梁的第一实施例自斜前方观察的立体图；

图2示出图1中的保险杠横梁沿图1的剖切线II-II得到的剖视图；

图3示出根据本发明的保险杠横梁的第二实施例自斜前方观察的立体图；

图4示出图3中的保险杠横梁沿图3的剖切线IV-IV得到的剖视图；

图5示出带有加装件的根据本发明的保险杠横梁的第三实施例的正视图；

图6示出图5中的不带有加装件的保险杠横梁沿图5的剖切线VI-VI得到的剖视图；

图7示出图5中的保险杠横梁沿图5的剖切线VI-VI得到的剖视图；

图8示出汽车的侧视图。

具体实施方式

在图8中以侧视图示出汽车10。根据本发明的保险杠横梁12布置在汽车10的以虚线示出的区域中。在此，保险杠横梁12可以布置在汽车10的前部区域(被标记为V的虚线示出的区域)中和/或汽车10的后部区域(被标记为H的虚线示出的区域)中。所述区域V和H处于沿车辆纵向(x方向)观察车辆的前部和后部。

在图1中示出根据本发明的保险杠横梁12的第一实施方式。该保险杠横梁12沿车辆横向(y方向)在图8所示汽车10的整个宽度的70％上延伸。

图2示出了根据图1所示剖切线II-II剖切保险杠横梁12得到的横截面。保险杠横梁12具有基体14，所述基体如图2所示在横截面中u形构造。在此，“U”的开口沿车辆纵向(x方向)指向前方。基体14在其上侧上具有沿车辆高度方向(z方向)向上延伸的上部凸缘区段16。在基体14的下侧上形成沿车辆高度方向(z方向)向下延伸的下部凸缘区段18。上部凸缘部区段16和下部凸缘区段18在此情况下分别具有15mm的高度H_F。

在所示的实施方式中涉及图8中所示的汽车10的前部主保险杠横梁。该前部的主保险杠横梁相应地布置在图1中汽车10的标记为V的区域中。

从图1中可以看出，保险杠横梁12的左侧和右侧上的变形元件20在车辆纵向(x方向)上向后延伸。所述变形元件牢固地与保险杠横梁12相连。在变形元件20的背侧，隔板22与变形元件20固定相连。隔板22的背侧邻接未示出的纵梁，所述纵梁连同保险杠横梁12和变形元件20一起形成碰撞结构。

隔板22被用于将碰撞结构连接在装配支架(未示出)上，所述装配支架通常布置在变形元件20与该变形元件之后邻接的未示出的纵梁之间。

在车辆高度方向(z方向)上，用于连接下部保险杠横梁(未示出)的支撑支柱24也向下延伸。未示出的下部保险杠横梁沿车辆横向至少在支撑支柱24之间延伸，并且也被称为行人保护横梁。

图1及图2所示的保险杠横梁12具有从上部凸缘部16沿车辆高度方向(z方向)延伸的额外的连接区段26。

在所示的实施方式中构造了四个连接区段26，所述连接区段都与该基体14一体式地构造并且就此成为向上延长的凸缘区段。

连接区段26形成为梯形的材料条带，所述材料条带从相邻的上部凸缘区段16的上边缘测量具有沿车辆高度方向(z方向)延伸为25mm的高度H_A。在所示实施方式中，连接区段26构造为沿车辆高度方向(z方向)延伸的平整表面，从而构成上部凸缘区段16的无台阶的、平面的延伸部。上部凸缘区段16和下部凸缘区段18以及连接区段26在基体14上被布置在面向机动车辆侧的前侧，并且因此布置在面对最接近的蒙皮元件的一侧。

如图1清晰可见，在连接区段26还分别仅在保险杠横梁12d的沿车辆横向(y方向)延伸的宽度的小部分上延伸，根据所示仅占整个保险杠横梁的宽度的10％以下。

如图2所示，在该连接区段26中分别构造有贯穿孔28，其中此外，贯穿孔28在所示实施方式中被用于安置呈焊接铆钉48形式的固定元件30。焊接铆钉48已经牢固地装配在保险杠横梁12上，并且用于准备在稍后在图8所示汽车的装配工艺中所发生的用于固定加装件(未示出)的装配工艺。焊接铆钉48在此被布置成，使得其销轴区段32指向车辆纵向方向(x方向)的后方并且从贯穿孔28向后突伸。

在下文中，为描述相同或功能相同的元件的其他实施方式而使用与第一实施方式的描述相同的附图标记。

图3和4示出了根据本发明的保险杠横梁12的第二实施方式。在此，保险杠横梁12同样具有在横截面中u形构造的基体14。在基体14上也构造了上部凸缘区段16和下部凸缘区段18，所述上部凸缘区段和下部凸缘区段分别主要沿车辆高度方向(z方向)和车辆横向(y方向)延伸。在本实施方式中，两个在车辆高度方向(z方向)上延伸的梯形的连接区段26借助与基体14固定连接的单独的附加元件34构成。附加元件34在所示实施方式中涉及平整构造的盖板36，所述盖板在保险杠横梁12的宽度的大部分上延伸，上部凸缘区段16和下部凸缘区段18面状贴靠在所述盖板上并且与该盖板固定相连。在所示的实施方式中建立焊接连接，在此借助点焊建立焊接连接。在3中可以看到上排和下排焊点。

连接区段26还沿车辆高度方向(z方向)延伸超过上部凸缘区段16，并且平行于上部凸缘区段16地布置，但是相对于上部凸缘区段向前错移。在此连接区段26相对于上部凸缘区段16的上边缘具有20mm的高度H_A。

连接区段26同样具有贯穿孔28，其中，在该实施方式中在所述贯穿孔28上分别布置了用于连接加装件的呈焊接销50形式的固定元件30。在此，销轴区段32在车辆纵向(x方向)上朝前定向，并且沿车辆纵向从连接区段26的贯穿孔28中向前突出。

图1至4所示的保险杠横梁12由材料厚度为2mm的铝制型材制成。这里盖板36的材料厚度约为1.2mm。基体14沿车身高度方向(z方向)的高度H_G约为80mm。保险杠横梁12的第一和第二实施方式借助冲制和弯曲制成。

在图3和图4所示的实施方式中，根据附图中未示出的变型方式也有利的是，安装附加元件34和盖板36，所述附加元件或盖板在相对于上部凸缘区段16或下部凸缘区段18沿高度方向向上突伸的区域中具有更大的、沿车辆纵向延伸的材料厚度，尤其使得相对于相应的凸缘部分16，18沿车辆高度方向延伸的连接区段26比在上部凸缘区段16的区域中的连接区段26和在下部凸缘区段18的区域中的连接区段26具有相同或更大的厚度。因此制备了增强的且更抗弯曲的连接区段26，当前方的力沿车辆纵向作用在连接区段26上时，所述连接区段能够支承在上部凸缘区段16的上边缘或下部凸缘区段18的下边缘上。

图5至图7示出了根据本发明的保险杠横梁12的第三实施方式。该保险杠横梁12涉及的保险杠横梁12具有在横截面中具备闭合的中空型材的基体14。在此，设置下部腔室38，所述下部腔室在沿车辆高度方向(z方向)位于下部的区段中具有较大弯曲的几何形状。中间腔室40具有主要为矩形的几何形状。连接区段26在此从上部腔室42开始延伸。由此该中空型材在本实施方式中具有三个沿车辆高度方向(z方向)依次布置的腔室38、40、42。

连接区段26相对于上部腔室42延伸出20mm的高度H_A。为了提高连接区段26针对沿车辆纵向方向(x方向)作用于连接区段26上的力的抗弯刚性，基体14在一个区域中设置了提高抗弯刚性的弯曲结构，连接区段26自所述区域开始从上部腔室42沿车辆纵向(x方向)向后延伸。如在图6和图7中所示，弯曲结构形成在基体14的上侧。

目前，连接区段26借助从上部腔室42开始的滚压成型轧制而成。

从图5中可以清楚地看出，连接区段26仅在基体14的沿车辆横向(y方向)延伸的部分宽度上延伸，在这种情况下大约为75％。连接区段26在此被设计为在该宽度上延伸的材料部段。

如图5、6和7所示，在连接区段26中构造了四个贯穿孔28，用于连接被用作加装件44的可断裂结构。所述可断裂结构包括多个能量吸收腔室38、40、42，所述能量吸收腔室在如在图7所示的安装状态下相对于车辆纵梁12沿车辆纵向(x方向)突伸，用于受控地吸收能量，特别是在沿车辆纵向之前方向汽车10施加力时。

该加装件44在所示实施方式中分别在贯穿孔28的区域中配备布置为盲铆钉螺母46的固定元件30。能够通过从连接区段26的正面拧入螺栓(未图示)而将加装件固定在保险杠横梁12上。

本发明在说明书中、在附图中公开的技术特征既可以单独地也可以以任意组合的方式用于实现本发明的各种实施方式。

尤其再次指出的是，保险杠横梁12可以根据第一和第二实施方式被布置为，使得“U”的开口沿车辆纵向(x方向)向前或向后指向。此外再次指出的是，代替所述的固定元件30，还可以使用其他固持件。

附图标记清单

10 汽车

12 保险杠横梁

14 基体

16 上部凸缘区段

18 下部凸缘区段

20 变形元件

22 隔板

24 支撑支柱

26 连接区段

28 贯穿孔

30 固定元件

32 销轴区段

34 附加元件

36 盖板

38 下部腔室

40 中部腔室

42 上部腔室

44 加装件

46 盲铆钉螺母

48 焊接铆钉

50 焊接销

V 前部区域

H 后部区域

H_F 凸缘区段的高度

H_A 连接区段的高度

H_G 基体的高度

Claims (9)

1.一种用于汽车(10)的保险杠横梁，所述保险杠横梁具有基体(14)，所述基体具有在横截面中呈u形的型材和至少一个在基体(14)的上侧上沿车辆高度方向向上延伸的上部凸缘区段(16)和/或在基体(14)的下侧上沿车辆高度方向向下延伸的下部凸缘区段(18)，其特征在于，在上部凸缘区段(16)和/或在下部凸缘区段(18)上、至少在基体(14)的沿车辆横向延伸的宽度的至少一部分上、构造至少一个连接区段，所述连接区段在沿车辆高度方向延伸的至少20mm的高度H_A上延伸，其中，至少一个连接区段一体式地构造在基体(14)上，并且其中，连接区段构造为延长的上部凸缘区段或延长的下部凸缘区段。

2.一种用于汽车(10)的保险杠横梁，所述保险杠横梁具有基体(14)，所述基体具有在横截面中闭合的中空型材，其特征在于，至少一个沿车辆高度方向延伸的连接区段(26)至少在基体(14)的沿车辆横向延伸的宽度的一部分上布置或构造在基体(14)上，其中，至少一个连接区段(26)一体式地构造在基体(14)上，其中所述连接区段在沿车辆高度方向延伸的至少20mm的高度H_A上延伸，其中，基体(14)在一个区域中设置了提高抗弯刚性的弯曲结构，所述连接区段自所述区域开始从上部腔室沿车辆纵向向后延伸。

3.根据权利要求1或2所述的保险杠横梁，其特征在于，至少一个连接区段(26)仅在基体(14)的沿车辆横向延伸的整个宽度的一部分上延伸。

4.根据权利要求1或2所述的保险杠横梁，其特征在于，连接区段(26)布置在基体(14)的沿车辆纵向观察面向汽车(10)的最近的蒙皮元件一侧上。

5.根据权利要求1或2所述的保险杠横梁，其特征在于，至少一个连接区段(26)至少部分通过与基体(14)固定连接的独立的附加元件(34)构成。

6.根据权利要求5所述的保险杠横梁，其特征在于，附加元件(34)是平整构造的盖板(36)，所述盖板与上部凸缘区段(16)和/或与下部凸缘区段(18)接触。

7.根据权利要求1或2所述的保险杠横梁，其特征在于，在至少一个连接区段(26)中构造至少一个贯穿孔(28)和/或在至少一个连接区段(26)中固定至少一个固定元件(30)。

8.根据权利要求1或2所述的保险杠横梁，其特征在于，基体(14)由金属材料制成，并且借助弯曲、冲制和/或滚压成型被加工。

9.一种汽车，其具有上述权利要求1至8中任一项所述的保险杠横梁(12)，其中，保险杠横梁(12)在汽车(10)的宽度的大部分上延伸。

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