CN109311441B - 用于机动车辆的保险杠及用于生产所述保险杠的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的保险杠(10)，具有一个横梁元件(20)，所述横梁元件优选地具有两个类似的外部部段(12，13)和一个不同于所述外部部段(12，13)的中心部段(11)，其中所述中心部段(11)相对于所述两个外部部段(12，13)竖直向下或向上移位。根据本发明，规定所述横梁元件(20)被构造为一个挤出件，并且所述部段(11至13)中的至少一个具有与所述横梁元件(20)整体布置的至少一个附加元件(35，38，39)。

Description

用于机动车辆的保险杠及用于生产所述保险杠的方法

现有技术

本发明涉及一种用于机动车辆的保险杠，所述保险杠具有一个横梁元件，所述横梁元件具有两个类似的外部部段和一个不同于所述外部部段的中心部段，其中所述中心部段相对于所述两个外部部段竖直向下或向上移位。另外，本发明涉及一种用于生产根据本发明的保险杠的方法。

从US 3,871,695已知一种用于机动车辆的保险杠，所述保险杠具有一个横梁元件，所述横梁元件具有两个类似的外部部段和一个不同于所述外部部段的中心部段，其中所述中心部段相对于所述两个外部部段竖直向下或向上移位。已知的保险杠具有一个横梁元件，所述横梁元件由横截面为U形的型材形成。所述横梁元件的中心部段相对于所述两个外部部段竖直向上移位。此外，支柱被紧固到所述横梁元件的两个外部部段，特别是通过焊接连接，其用于将所述保险杠紧固到机动车辆的框架。所述横梁元件上的所述中心部段和所述两个外部部段之间的连接分别由中间部段形成，所述中间部段以直线方式构造有恒定的横截面。可以生产这样的横梁元件：在所述横梁元件中，个体部段和连接这些部段的中间部段被单独切割成一定长度，设置有倒角并且随后被焊接到彼此。在已知的保险杠中的一个缺点在于，由于要求将分别单独生产的各种部件焊接到彼此，因此保险杠的制造相对复杂。

从EP 2 082 924 B1已知另一种用于机动车辆的保险杠，所述保险杠具有一个横梁元件，所述横梁元件具有两个类似的外部部段和一个不同于所述外部部段的中心部段，其中所述中心部段相对于所述两个外部部段竖直向下或向上移位。在此保险杠中，在所述外部部段的区域中，分别布置作为用于将所述保险杠紧固在机动车辆上的紧固元件的碰撞盒。从所述公开中看不到关于生产或制造所述横梁元件的方式的信息。从所述公开中还可以看到示例性实施方案，其中在中心区域中型材横截面的高度大于在外部区域处型材横截面的高度。这样的横梁元件尤其可以由分别塑性变形或分别按压的若干片状金属部件生产，所述片状金属部件彼此连接，例如通过焊接连接。

发明内容

从现有技术出发，本发明基于进一步开发一种用于机动车辆的保险杠的问题，所述保险杠具有一个横梁元件，所述横梁元件具有两个类似的外部部段和一个不同于所述外部部段的中心部段，其中所述中心部段相对于所述两个外部部段竖直向下移位或竖直向上移位，使得利用低重量和生产简单和良好的强度或碰撞特性，该保险杠实现至少一个附加功能。例如，在横梁元件的各个部段中的一个中强度增强或碰撞特性改进和/或能够构造能够将另一个元件另外紧固在保险杠上被理解为在本发明的范围内的附加功能。

根据本发明，此问题在一种用于机动车辆的保险杠中得以解决，其中所述横梁元件被构造为一个挤出件，并且其中所述部段中的至少一个具有与所述横梁元件整体布置的至少一个附加元件。

本发明基于这样的构思：已经考虑了在制造横梁元件期间实现所提及的附加功能所必需的附加元件，只要附加元件整体布置在横梁元件上，所述横梁元件被构造为一个挤出件。因此，不必单独制造附加元件或通过附加制造步骤将其连接到横梁元件。通过整体(monolithic)构造横梁元件与至少一个附加元件，可以获得重量相对轻的横梁元件，由此同时实现附加元件和横梁元件之间的特别牢固的连接。此外，将附加元件紧固到所述横梁元件也不要求任何附加的安装空间，例如当附加元件通过螺纹连接或类似的紧固元件连接到横梁元件时所必需的安装空间。此外，根据相应的应用，通过从横梁元件的横截面对应地移除不用作附加元件的局部区域而获得的附加元件的大小以及其在横梁元件上的布置，可以实现保险杠对变化最大的应用的特别简单的适配。

在从属权利要求中列举了根据本发明的用于机动车辆的保险杠的有利的进一步发展。在说明书、权利要求和/或附图中公开的特征中的至少两个的任何组合都落入本发明的范围内。

在所述附加元件的优选结构配置中，所述附加元件被构造成凸缘。从而，利用相对低的重量，可以实现高强度或刚性和/或与另一个部件的大连接表面。

为了不增加保险杠在机动车辆的纵向方向上的整体大小，优选地，规定所述至少一个附加元件被布置在所述横梁元件的前壁或后壁的区域中，并且在所述至少一个附加元件的区域中通过所述至少一个附加元件使所述横梁元件的高度在竖直方向上增加。换句话说，这意味着所述至少一个附加元件被布置在所述横梁元件的上区域和/或下区域中。从而，考虑到作为紧固元件或加强元件的使用，可以实现最佳功能。

为了使所述保险杠的高度最小化，在所述附加元件的构造中以及在所述附加元件关于所述中心部段的竖直偏移的定位中做出规定。如果所述附加元件被布置在横梁元件的一个外部部段上，则通过将所述附加元件——在竖直方向上观察——布置在与中心部段相同的一侧上，可以使高度最小化。从而，只要所述附加元件具有的高度不大于中心部段相对于外部部段的竖直偏移，则保险杠的高度仅受横梁元件的部段的布置影响，而不受所述附加元件影响。

此外，特别优选的是，横梁元件在从外部部段到中心部段的过渡区域中具有竖直移位的S形曲线的形状。“S形曲线”应被理解为特别是指不具有弯曲或拐角的轨迹(course)，更确切地是设置有半径或倒圆的弧形轨迹。这样的轨迹尤其可以已经实现，例如在将横梁元件构造为一个挤出件期间，或随后通过将横梁元件插入到压制装置的对应形状的安装件内，其中通过外部区域到中心区域之间的调和过渡(harmonic transition)，能够以良好的强度特性实现特别简单的变形。

对于期望的有利的碰撞特性同时具有低重量，此外有利的是，横梁元件的横截面具有至少一个中空室。此外，将横梁元件构造为一个挤出件使得可以通过设置对应的横向腹板或横壁以特别简单的方式构造具有几个中空室(典型地两个室、3个室或4个室或更多个)的横梁元件的横截面。

当附加元件在朝向横梁元件的侧向端部部段上具有倒角或倒圆时，可以减少附加元件与横梁元件的其余部分之间的过渡区域中的切口效应。

由铝合金、优选地由6XXX系列合金构造保险杠是特别优选的，因为铝合金具有相对高的强度值和低重量，并且6XXX系列合金准许良好的可挤出性。所述合金是根据本领域技术人员已知的铝业协会(Aluminum Association)的规定指定的。

本发明还包括一种用于生产迄今为止所描述的根据本发明的保险杠的方法。根据本发明的方法提供了以下步骤：首先在挤出工艺中，形成横梁型材横部段，在所述横梁型材横部段上设置至少一个附加元件部段，所述至少一个附加元件部段一体地形成在所述横梁型材横部段上。随后分离所述附加元件部段的至少一个局部区域与所述横向型材横部段。所述附加元件部段的至少一个局部区域的分离在保险杠不具有附加元件的那些局部区域中进行。

优选的是，通过冲压分离所述附加元件的至少一个局部区域。冲压特别是在制造大量保险杠中具有优点：用于冲压工具的相对高的投资成本可以被相对快速赎回。替代地，特别是在相对少量的情况下或在原型构造中，也可以使用其他分离方法，例如铣削，或使用激光束装置。

此外，优选的是，例如在保险杠具有弧形形状的情况下，在分离所述附加元件部段的至少一个局部区域之后，使所述横梁型材部段在至少一个方向上塑性变形。从而，可以以特别简单的方式预先移除所述附加元件部段的不用作附加元件的区域，这是因为保险杠在被变形或被弯曲之前被构造成直线，因此分离工具特别容易介入。

可以从对优选示例性实施方案的以下描述并且借助于附图显现本发明的附加的优点、特征和细节。

附图示出：

图1用于机动车辆的保险杠的前视图。

图2根据图1的保险杠的俯视图。

图3图1的平面III-III中的截面。以及

图4在修改的横梁构件中图1的平面III-III中的截面，该横梁元件被构造成用于紧固在碰撞盒(crash box)或车辆的纵梁上。

在图中相同的元件或具有相同的功能的元件被赋予相同的附图标记。

在图1至图3中例示的用于机动车辆的保险杠10被构造成被紧固在机动车辆的车辆前部上。然而，实际上，保险杠10的使用不限于在车辆前部上的使用，相反，这样的保险杠10实际上还适合于或被构造成被紧固到机动车辆的后部区域。

由铝构成的保险杠10是通过挤出工艺生产的并且具有横梁元件20，所述横梁元件具有中心部段11，在每种情况下所述中心部段在两侧上邻接外部部段12、13。部段11至13的布置优选地相对于保险杠10的纵向平面15对称，其中纵向平面15与车辆的纵向轴线重合。两个外部部段12、13分别被构造成具有相等的长度并且分别具有在保险杠10的总长度的10％和30％之间的长度。此外，两个外部部段12、13被构造成至少大体上类似。至少大体上类似的构造还包括这样的情况：仅在两个部段12、13中的一个部段中，例如在车辆纵向轴线15的方向上的左手部段12中，布置用于紧固拖拽环(towing eye)的开口或类似物。

如特别通过图1可以看出的，中心部段11被布置成相对于两个外部部段12、13在Y轴线的方向上竖直向下偏移。当横梁元件20被附接到车辆时，Y轴线相对于环境是竖直的。当然，中心部段11被布置成相对于外部部段12、13相对于Y轴线竖直向上偏移也在本发明的范围内。中心部段11通过过渡区域16、17与相应的外部部段12、13连接，所述过渡区域是以竖直移位的S形曲线的形式构造的。优选地，在S形区域中不存在附加元件。此外，借助于图2可以看出，中心部段11至少大体上例如相对于纵向平面15垂直于所述纵向平面延伸并且被构造成平坦的。通过比较，同样被构造成平坦的两个外部部段12、13相对于中心部段11以一定角度布置，其中该布置通过至少大体上在过渡区域16、17的区域中的变形来进行。

保险杠10的横梁元件20具有前壁21、后壁22以及上壁23和下壁24。前壁21平行于后壁22布置，并且上壁23平行于后壁22布置。根据图3的例示，横梁元件20形成具有两个中空室26、27的封闭的矩形横截面。两个中空室26、27通过划分壁28形成，划分壁28在横梁构件20的横截面内在上壁23和下壁24之间居中地延伸。

在过渡区域16、17的区域中，作为实施例，横梁元件20分别具有紧固开口29，所述紧固开口被构造成分别与碰撞盒连接，所述碰撞盒未被示出。所述碰撞盒进而被安装在机动车的纵梁上，该纵梁未被示出。因此，紧固开口29与所述碰撞盒一起用于将保险杠10紧固在机动车辆上。

前壁21和后壁22之间的距离以及上壁23和下壁24之间的距离在保险杠10的整个长度上是恒定的。从而，中空室26的横截面或大小在保险杠10的整个长度上也是恒定的。在保险杠10的下侧方向上在横梁元件20上在前壁21上，即在面向中心部段11的一侧上分别一体地形成附加元件35。附加元件35用于改进保险杠10的碰撞特性，或用于满足例如在测试屏障处要求特定重叠程度的标准。附加元件35被构造成条形的或板形的并且与横梁元件20的前壁21齐平地延伸。因此，两个附加元件35形成前壁21的延伸部。附加元件35的壁厚S可以等于前壁21的壁厚s，或也可以偏离壁厚s。附加元件35的高度a例如使得附加元件35终止于中心部段11的下壁24的平面上方。附加元件35用作保险杠10的或横梁元件20的加强元件36。优选地，加强元件36在纵向方向上在两个外部部段12、13的整个长度上延伸并且在过渡部段16的区域处结束。在一个实施方案中，加强元件36在竖直(Y轴线)方向上的高度适于与在碰撞测试布置中使用的测试屏障实现一定的重叠。在面向过渡区域16、17的一侧上，具有恒定高度a的附加元件35分别具有倒圆的端部部段37。

此外，保险杠10的中心部段11在其下侧的区域中具有彼此间隔开布置的两个另外的附加元件38。另外的附加元件38同样被构造成凸缘形状并且对齐地布置和/或布置在后壁22的延伸部中。作为实施例，另外的附加元件38分别具有两个紧固开口41、42。另外的附加元件38用作紧固元件40，用于紧固被定位在保险杠10的区域处的附加部件，例如与机动车辆的冷却器连接的支柱(未示出)。与加强元件36对比，紧固元件40不具有增强保险杠10以实现更好的碰撞测试结果的功能。另外的附加元件38也一体地形成到横梁构件20的横截面上或与其一体地连接。另外的附加元件38具有不同高度的两个部段42、43。在一个部段42中构造了紧固开口37、38。另外的附加元件38在到横梁元件20的过渡区域中还具有端部部段45，所述端部部段以倒圆方式构造。

在图4中例示了这样的情况，其中横梁元件20在上壁23和下壁24的区域中分别具有作为紧固元件40的附加元件39，所述附件元件用于将碰撞盒50(仅被部分地示出)或车辆的纵梁紧固在横梁构件20上。优选地，两个附加元件39对齐地布置在后壁22的区域中，或分别布置在上壁23和下壁24的延伸部中。然而，也可以规定，附加元件39未对齐地布置，而是平行于上壁23和下壁24布置。碰撞盒50的面向横梁元件20的端部部段被接收在两个附加元件39之间并且通过紧固装置(未示出)与附加元件39连接。

具有在其上一体形成的附加元件35、38的保险杠10的制造如下进行：首先，在第一步骤中，通过挤出工艺，将由前壁21、后壁22、上壁23、下壁24和划分壁28组成的横梁型材横部段与一体形成在其上的两个附加的元件部段一起构造。所述两个附加的元件部段用于构造附加元件35、38、39。随后，从如此形成的(环形)横梁型材横部段分离出长度与将要制造的保险杠10的长度对应的件。此后，在不形成任何附加元件35、38和39的区域中进行两个附加元件部段的局部区域的分离。附加元件部段的局部区域的分离优选地通过冲压进行。附加元件部段的局部区域的分离包括同时形成以倒圆方式构造的端部部段37、45。优选地，在分离附加元件部段的局部区域之后，坯料保险杠变形成其最终形式，即形成保险杠10上的过渡区域16、17以及其他倒圆或变形。这例如通过将坯料保险杠10插入对应的压制工具中来进行。

在不脱离本发明的构思的前提下，可以以各种方式更改或修改到目前为止所描述的保险杠10。

Claims (16)

1.一种用于机动车辆的保险杠(10)，具有一个横梁元件(20)，所述横梁元件具有两个外部部段(12，13)和一个不同于所述外部部段(12，13)的中心部段(11)，其中所述中心部段(11)相对于两个外部部段(12，13)竖直向下或向上移位，

其特征在于

所述横梁元件(20)被构造为一个挤出件，并且所述部段(11至13)中的至少一个具有与所述横梁元件(20)整体布置的至少一个附加元件，其中所述至少一个附加元件被构造成凸缘，并且所述至少一个附加元件被构造为用于所述横梁元件(20)的加强元件(36)。

2.根据权利要求1所述的保险杠，

其特征在于

所述至少一个附加元件被布置在所述横梁元件(20)的前壁(21)或后壁(22)的区域中，并且在所述至少一个附加元件的区域中通过所述至少一个附加元件使所述横梁元件的高度在竖直方向上增加。

3.根据权利要求2所述的保险杠，

其特征在于

所述至少一个附加元件被布置成与所述横梁元件(20)的前壁(21)或后壁(22)齐平和/或平行。

4.根据权利要求3所述的保险杠，

其特征在于

所述至少一个附加元件被布置成与所述横梁元件(20)的上壁(23)或下壁(24)齐平。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的保险杠，

其特征在于

所述至少一个附加元件被布置在一个外部部段(12，13)上，并且在竖直方向上观察，所述至少一个附加元件被布置在面向所述横梁元件(20)的所述中心部段(11)的一侧上。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的保险杠，

其特征在于

所述至少一个附加元件被构造为紧固元件(40)。

7.根据权利要求6所述的保险杠，

其特征在于

所述至少一个附加元件被构造为用于碰撞盒(50)的紧固元件。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的保险杠，

其特征在于

所述横梁元件(20)具有过渡区域(16，17)，该过渡区域的形式是在从外部部段(12，13)到所述中心部段(11)的过渡区域中具有竖直移位的S形曲线。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的保险杠，

其特征在于

所述横梁元件(20)的横截面具有至少一个中空室(26，27)。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的保险杠，

其特征在于

所述横梁元件(20)被构造成至少在某些区域中相对于垂直于纵向平面(15)延伸的方向是弧形的。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的保险杠，

其特征在于

所述附加元件在一个侧向端部部段(37，45)上朝向所述横梁元件(20)构造有倒角或倒圆。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的保险杠，

其特征在于

所述保险杠(10)包括铝合金。

13.根据权利要求12所述的保险杠，

其特征在于

所述保险杠(10)包括6XXX系列合金。

14.一种用于生产根据权利要求1至13之一构造的保险杠(10)的方法，包括至少以下步骤：

-通过挤出工艺，形成带有至少一个附加元件部段的横梁型材横部段，所述附加元件部段一体地形成在所述横梁型材横部段上；

-分离所述附加元件部段的至少一个局部区域。

15.根据权利要求14的方法，

其特征在于

通过冲压分离所述附加元件部段的至少一个局部区域。

16.根据权利要求14或15的方法，

其特征在于

在分离所述附加元件部段的至少一个局部区域之后，使所述横梁型材横部段在至少一个方向上塑性变形。

Images