CN109641560A - 保险杠横梁 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种保险杠横梁(1)，用于与机动车的车身连接，尤其是用于与左纵梁(11)和右纵梁(12)直接地或间接地连接。该保险杠横梁(1)具有空心型材基础梁(3、31、33)，该空心型材基础梁在行驶方向上在前方外部用前方的U型材梁元件(5)增强。该前方的U型材梁元件的底边(51)与空心型材基础梁(3、31、32)的前侧隔开距离地构成。

Description

保险杠横梁
技术领域
本发明涉及一种用于与机动车的车身连接的保险杠横梁。
背景技术
一种用于机动车的保险杠横梁例如由DE102010054638A1已知。该保险杠横梁由两个分开的空心型材构成，这两个空心型材在纵向壁上彼此贴靠和彼此连接。这两个空心型材在车辆横向方向上延伸并且借助于焊接来彼此连接。这两个空心型材从它们的背侧被一个U形的增强构件包围。该保险杠横梁经由碰撞吸能盒固定在车身的纵梁上。
发明内容
本发明的目的在于，实现一种保险杠横梁，该保险杠横梁在考虑尽可能小的重量的情况下在与柱子或类似物碰撞时具有足够的强度和弯曲刚度。
所述目的通过一种具有权利要求1特征的保险杠横梁达到。本发明的有利的进一步方案在从属权利要求中列举。
按本发明的保险杠横梁构造成用于与机动车的车身连接，尤其是用于与左纵梁和右纵梁直接地或间接地连接。该保险杠横梁具有空心型材基础梁，该空心型材基础梁在行驶方向上在前方外部用前方的U型材梁元件增强。前方的U型材梁元件的底边与空心型材基础梁的前侧隔开距离地构成。
在例如与柱子、树木或类似物即刚性且狭窄的障碍物碰撞时，在碰撞力集中地在碰撞点上作为弯曲力矩作用到保险杠横梁、尤其是空心型材基础梁上之前，在前方的U型材梁元件与空心型材基础梁之间隔开距离，按照隔开距离的尺寸，形成附加的变形行程。因此可以防止，在保险杠横梁的总重量相对小时，由于空心型材基础梁撕裂，也许保险杠横梁过早失效。
按照本发明的保险杠横梁的一种优选的进一步方案，前方的U型材梁元件的各侧边固定在空心型材基础梁的上侧和下侧上。换言之，前方的U型材梁元件的上侧边固定在空心型材基础梁的上侧上，并且前方的U型材梁元件的下侧边固定在空心型材基础梁的下侧上。
优选地，空心型材基础梁是具有封闭的空心型材的长型材。在此，特别优选地，为了在尽可能小的重量的情况下提高弯曲刚度，封闭的空心型材构造成无缝的。
按照本发明的保险杠横梁的一种优选的进一步方案，在保险杠横梁的在车辆横向方向上的中间区域上、尤其是在参考车辆横向方向的正中心，前方的U型材梁元件的底边与空心型材基础梁的前侧隔开距离为10～50mm、优选15～25mm、例如大约18mm。总横截面的在车辆纵向方向上的由此产生的大长度提高了抵抗弯曲变形的阻力。在此，底边可以在其整个长度上基本上恒定地与空心型材基础梁隔开距离。
然而也可能的是，距离在车辆横向方向上发生变化，并且在前方的U型材梁元件的各侧面区域中几乎趋向于零。由于在碰撞时保险杠横梁的弯曲载荷在保险杠横梁的中间区域上是最高的，在该位置上，前方的U型材梁元件隔开距离并且与之相关地存在的抗弯阻力矩是最有效的，并且因此也比在保险杠横梁的各侧面区域上或者在保险杠横梁的靠近下面解释的车身连接区段的区域上更有必要。
优选地，保险杠横梁能经由左侧的车身连接区段和右侧的车身连接区段与机动车的车身连接。尤其是，保险杠横梁能优选间接地或直接地与机动车的车身的左纵梁和右纵梁连接。“间接”意味着，保险杠横梁经由附加的变形元件与各纵梁连接，所述变形元件也称为碰撞吸能盒。
按照一种优选的进一步方案，前方的U型材梁元件至少从保险杠横梁的左侧的车身连接区段延伸直至右侧的车身连接区段。换言之，前方的U型材梁元件基本上设置在左侧的和右侧的车身连接区段之间的区域中。
这尤其是在如下的载荷情况时具有优点：在所述载荷情况时，机动车居中地撞向柱子、树木或类似物，即撞向刚性且狭窄的障碍物。在此，最大的弯曲力矩作用到保险杠横梁上，这又通过居中地设置的前方的U型材梁元件以及通过前方的U型材梁元件的底边与空心型材基础梁的中间区段的距离以重量优化的方式进行支撑。
优选地，空心型材基础梁具有一个在车辆横向方向上延伸的具有封闭横截面的腔室。作为替换，所述空心型材基础梁也可以具有两个或更多个在车辆横向方向上延伸的具有封闭横截面的腔室。在此，所述两个或更多个腔室可以优选重叠地设置。
因此，同样在重量小的情况下提高空心型材基础梁或者保险杠横梁的弯曲刚度和强度。
空心型材基础梁可以由一个唯一的管子构成，所述管子具有基本上矩形的或者多边形的横截面。但是，空心型材基础梁也可以由两个或更多个管子构成。在这种情况下，各管子可以例如在行驶方向上在前方，或者在行驶方向上在后方，或者不仅在行驶方向上在前方而且在行驶方向上在后方，材料锁合地相互连接，例如通过焊接来相互连接。多个分开地制造的管子仅仅在它们的前侧上的材料锁合的连接在此是优选的，因为空心型材基础梁的前侧在正面碰撞时是最小地加载的(尤其是与空心型材基础梁的后侧相比)，并且在该位置上，空心型材基础梁被材料锁合连接(例如焊接)削弱是最小的。
空心型材基础梁可以在保险杠横梁的整个长度上延伸。作为替换，空心型材基础梁也可以仅仅在保险杠横梁的两个车身连接区段之间延伸。
一个空心型材基础梁元件或者多个空心型材基础梁元件可以通过内高压成形或者通过挤压来制造。因此能够简单地提供无缝的空心型材基础梁。另外，通过内高压成形可以使得横截面在空心型材横梁的长度上适宜地可变地构成。
优选地，空心型材梁在其中间区域上比在其靠近车身连接区段的区域上具有在行驶方向上更长的横截面。
另外，按照一种优选的进一步方案，后方的U型材梁元件可以固定在空心型材基础梁上。在此，后方的U型材梁元件的底边与空心型材基础梁的后侧可以对置地设置。例如，后方的U型材梁元件的各侧边可以固定在空心型材基础梁的上侧和下侧上。
前方的U型材梁元件的各侧边和后方的U型材梁元件的各侧边在此可以构造成，使得它们彼此对接并且能通过焊接来彼此固定。
优选地，后方的U型材梁元件的底边与空心型材基础梁的后侧邻接地构成。“邻接”意味着，在后方的U型材梁元件与空心型材基础梁的后侧之间基本上没有构成间隙。另外，后方的U型材梁元件的各侧边可以与空心型材基础梁的上侧和下侧邻接地构成。
按照一种优选的进一步方案，在空心型材基础梁的上侧和/或下侧上可以在车辆纵向方向上引入沟槽形的凹部，所述凹部也可以称为凹槽。沟槽形凹部的深度在此可以在车辆纵向方向上递减地构成。因此可以进一步提高保险杠横梁在车辆纵向方向上的弯折刚性。在保险杠横梁或者空心型材基础梁变形时，沟槽形凹部抵制该变形并且因此阻止保险杠横梁因弯折而过早失效。因此，梁的弯曲刚性在由碰撞引起的变形期间得以保持。
空心型材基础梁和/或前方的U型材梁元件可以由高强度钢构成。
本发明的上述进一步方案，只要是可能和有意义的，就可以相互组合。
附图说明
附图简要说明如下：
图1是按本发明实施例的保险杠横梁的沿着在图2中显示的平面A-A的示意性剖视图。
图2是按本发明的该实施例的保险杠横梁的示意性透视图。
图3是按本发明实施例的具有车身连接区段的保险杠横梁的示意性俯视图。
图4是按本发明实施例的保险杠横梁在沟槽形凹部的区域中的示意性剖视图。
图5是按本发明实施例的具有沟槽形凹部的保险杠横梁的空心型材基础梁的一部分的示意性透视图。
具体实施方式
下面参考图1～5详细说明本发明的实施例。
图1是按本发明实施例的保险杠横梁1的剖视图。保险杠横梁1具有空心型材基础梁3，该空心型材基础梁由两个空心型材基础梁元件31和33构成，它们在车辆横向方向上在保险杠横梁1的整个宽度上延伸。空心型材基础梁元件31、33是具有封闭横截面的型材，这些型材无缝地制成。尤其是，空心型材基础梁元件31和33借助于内高压成形方法无缝地制成。各空心型材基础梁元件的横截面可以在保险杠横梁的宽度上恒定地构成。在当前实施例中，空心型材梁元件31、33的横截面在保险杠横梁1的长度上变化地构成。在保险杠横梁1的参考车辆横向方向的中心，空心型材梁元件31、33在车辆纵向方向上最长，而空心型材梁元件31、33随着与中心的距离的递增而在车辆纵向方向上变短。这在重量优化的观点下以及在保险杠横梁1在车辆横向方向上的弯曲载荷不同的情况下是有利的。两个空心型材基础梁元件31和33分别具有空腔32和34。两个空心型材基础梁元件31和33借助于焊接至少在空心型材基础梁3的前侧上相互连接。
在空心型材基础梁1的前侧上固定前方的U型材梁元件5。U型材梁元件5的底边51以距离a与空心型材基础梁3的前侧间隔开。距离a例如可以为10～50mm，优选15～25mm，例如18mm。距离a可以在前方的U型材梁元件5的整个宽度上恒定地构成。但是在当前实施例中，距离a在保险杠横梁1的参考车辆横向方向的中心最大，并且朝在图3中显示的左侧的车身连接区段9和右侧的车身连接区段10连续地减小。前方的U型材梁元件5的侧边52和53通过焊接固定在空心型材基础梁3的上侧和下侧上。
另外，保险杠横梁1具有后方的U型材梁元件7，其底边71构造成与空心型材基础梁3的后侧没有距离或者具有微小的距离。后方的U型材梁元件7的侧边72和73包围空心型材基础梁3，并且如同前方的U型材梁元件5的侧边52和53那样通过焊接固定在空心型材基础梁3的上侧和下侧上。尤其是，侧边52和72可以通过一条唯一的焊缝固定在空心型材基础梁3的上侧上，并且侧边53和73可以通过一条唯一的焊缝固定在空心型材基础梁3的下侧上。但是，侧边52和72也可以通过分开的焊缝固定在空心型材基础梁3的上侧上。对于侧边53和73同样适用。
图2显示按本发明实施例的保险杠横梁1的示意性透视图。如在图2中所显示的，空心型材基础梁3和后方的U型材梁元件7在保险杠横梁1的整个宽度上延伸。与此相反，前方的U型材梁元件5仅仅在保险杠横梁1的中间区域上延伸。
如在图3的俯视图中所显示的，保险杠横梁1经由左侧的车身连接区段9和右侧的车身连接区段10利用相应的变形元件(也称为碰撞吸能盒)11和12与机动车的车身的未显示的左侧的和右侧的纵梁连接。在此，前方的U型材梁元件5在从左侧的车身连接区段9至右侧的车身连接区段10的区域中延伸。
为了在变形期间通过提高保险杠横梁1的弯折刚度来维持弯曲刚度，可以在空心型材基础梁3中引入沟槽形的凹部11，这些凹部也可以称为凹槽。沟槽形的凹部11尤其是在车辆纵向方向上在空心型材基础梁3的上侧和/或下侧上延伸。沟槽形的凹部11具有在车辆纵向方向上连续减小的深度。
按第一实施例的保险杠横梁1尤其是具有在如下的碰撞载荷情况下的有利的功能，在所述碰撞载荷情况时，车辆以保险杠横梁中心碰撞到刚性的相对窄的障碍物例如柱子或树木上。在这种情况下，尤其高的弯曲力矩作用到保险杠横梁上，存在横梁因撕裂而失效的风险。由于保险杠横梁1构造有前方的U型材梁元件5，该U型材梁元件尤其是在中心与空心型材基础梁3隔开距离地构成，所以实现附加的变形行程，该变形行程防止因碰撞引起的保险杠横梁的高载荷水平的直接的弯曲载荷。附加地，空心型材基础梁由两个无缝地成形的空心型材基础梁元件31、33构成以及后方的U型材梁元件有助于，在保险杠横梁1的重量总体上相对小的情况下改进弯曲刚度。总体上，按照实施例的保险杠横梁1在说明的载荷情况下可以重量优化地构成。

Claims (11)

1.一种保险杠横梁(1)，用于与机动车的车身连接，该保险杠横梁具有空心型材基础梁(3、31、33)，该空心型材基础梁在行驶方向上在前方外部用前方的U型材梁元件(5)增强，该前方的U型材梁元件的底边(51)与空心型材基础梁(3、31、33)的前侧隔开距离地构成。
2.根据权利要求1所述的保险杠横梁(1)，其中，所述前方的U型材梁元件(5)的各侧边(52、53)固定在空心型材基础梁(3、31、33)的上侧和下侧上。
3.根据权利要求1或2所述的保险杠横梁，其中，在保险杠横梁(1)的在车辆横向方向上的中间区域上，前方的U型材梁元件(5)的底边(51)与空心型材基础梁(3、31、33)的前侧隔开距离为10～50mm、优选15～25mm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的保险杠横梁，其中，所述保险杠横梁(1)能经由左侧的车身连接区段(9)和右侧的车身连接区段(10)与机动车的车身连接，其中，所述前方的U型材梁元件(5)至少从保险杠横梁(1)的左侧的车身连接区段(9)延伸直至右侧的车身连接区段(10)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的保险杠横梁，其中，所述空心型材基础梁具有一个在车辆横向方向上延伸的具有封闭横截面的腔室，或者所述空心型材基础梁(3、31、33)具有多个、尤其是两个在车辆横向方向上延伸并且重叠设置的具有封闭横截面的腔室(32、34)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的保险杠横梁，其中，所述空心型材基础梁由一个空心型材基础梁元件构成，或者所述空心型材基础梁(3、31、33)由多个、尤其是两个彼此分开地制成的空心型材基础梁元件(31、33)构成，尤其是，各空心型材基础梁元件材料锁合地相互连接。
7.根据权利要求6所述的保险杠横梁，其中，所述一个空心型材基础梁元件或者所述多个空心型材基础梁元件(31、33)通过内高压成形或者通过挤压来制造。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的保险杠横梁，其中，后方的U型材梁元件(7)固定在空心型材基础梁(3、31、33)上，所述后方的U型材梁元件的底边(71)与空心型材基础梁(3、31、33)的后侧对置，并且尤其是，所述后方的U型材梁元件(7)的各侧边(72、73)固定在空心型材基础梁(3)的上侧和下侧上。
9.根据权利要求8所述的保险杠横梁，其中，所述后方的U型材梁元件(7)的底边(71)与空心型材基础梁(3、31、33)的后侧邻接地构成，并且尤其是，所述后方的U型材梁元件(7)的各侧边(72、73)与空心型材基础梁(3、31、33)的上侧和下侧邻接地构成。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的保险杠横梁，其中，在空心型材基础梁(3、31、33)的上侧和/或下侧上在车辆纵向方向上引入沟槽形的凹部(11)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的保险杠横梁，其中，所述空心型材基础梁和/或所述前方的U型材梁元件由钢、尤其是高强度钢构成。
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